RU2646755C1 - Production line of biodiesel fuel - Google Patents

Production line of biodiesel fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2646755C1
RU2646755C1 RU2017112845A RU2017112845A RU2646755C1 RU 2646755 C1 RU2646755 C1 RU 2646755C1 RU 2017112845 A RU2017112845 A RU 2017112845A RU 2017112845 A RU2017112845 A RU 2017112845A RU 2646755 C1 RU2646755 C1 RU 2646755C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
designed
mixer
collector
condensate
Prior art date
Application number
RU2017112845A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Ткач
Сергей Александрович Шевцов
Original Assignee
Владимир Владимирович Ткач
Сергей Александрович Шевцов
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 Владимир Владимирович Ткач, Сергей Александрович Шевцов filed Critical Владимир Владимирович Ткач
Priority to RU2017112845A priority Critical patent/RU2646755C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2646755C1 publication Critical patent/RU2646755C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/03Preparation of carboxylic acid esters by reacting an ester group with a hydroxy group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11CFATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/04Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fats or fatty oils
    • C11C3/10Ester interchange
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Abstract

FIELD: machine building; technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to the complex processing of oilseeds, as well as the production of biodiesel fuel from them and can be used in food, fuel industry and agriculture. Biodiesel production line includes a washing machine, dryer, roller machine, separating machine, fryer, forepress, storage tank for oil, oil pumps, drum filter, retention vessel, intermediate oil collector, cyclone, filters, condensate collector, high-temperature steam compression heat pump including a compressor, condenser, thermostatic expansion valve, evaporator; as well as a flow distributor output from the recirculation loop, flow heater, recuperative heat exchanger, methanol collector, potassium hydroxide collector, mixer, hydromechanical mixer with heating jacket, pump-cavitator, separating centrifuge, washing machine is designed for preliminary washing of oil seeds; two parallelly installed and alternating filters in a separation mode with discharge of a filtrate into the condensate collector and withdrawal of sediment in a countercurrent regeneration mode with water supplied from the condensate collector to restore the capacity of the filtering partitions are intended for cleaning the water from the water washing chamber; flow distributor output from the recirculation loop is designed to divert a portion of the spent superheated steam in two streams in an amount evaporated from the product, where one of the streams is fed through a flow distributor of waste steam into a flow heater to heat the oil, and a second stream is fed into the heating jacket of the hydromechanical mixer; condensate collector with possible fresh water make-up is designed to drain the formed condensate in the flow heater and after the hydromechanical mixer together with the condensate after the heat pump evaporator; and the hydromechanical mixer is designed to supply the heated in-flow heater oil together with a previously prepared in the mixer solution of potassium hydroxide in methanol to accomplish the first stage of the transesterification reaction; pump-cavitator is designed to carry out the second stage of the transesterification reaction; and the separation centrifuge is designed to separate the resulting mixture into biodiesel and glycerin, which are taken as target products. Method makes it possible to increase energy efficiency in the production of oil from oil-bearing crops, to ensure a reduction in specific energy inputs, to implement a process line that will allow producing environmentally cleaner biodiesel and glycerine; to create safe conditions for obtaining target and intermediate products in the absence of waste coolant emissions to atmosphere.
EFFECT: technical task of the invention is to increase the energy efficiency and ecological safety of oil production line from various oil-bearing crops due to the maximum recovery and utilization of secondary energy resources, implementation of closed thermodynamic cycles for material and heat flows using a steam compression heat pump, as well as the possibility of using a line for producing biodiesel and glycerine.
1 cl, 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способу получения биодизельного топлива с использованием процесса переэтерификации и может быть использовано в нефтехимической, топливной и других отраслях промышленности.The invention relates to a method for producing biodiesel using the transesterification process and can be used in the petrochemical, fuel and other industries.

Известна линия производства растительного масла [Пат. №2595152 РФ, МПК С11В 1/06; Линия производства растительного масла / Фролова Л.Н., Шевцов А.А., Василенко В.Н., Драган И.В., Михайлова Н.А., Кривова А.С.; заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. универ. инженерных технол. - №2015111115/06; заявл. 27.03.2015; опубл. 20.08.2016, бюл. №23], включающая: сушилку, вальцовый станок, сепарирующую машину, обжарочный аппарат, форпресс, фильтр-пресс, экспозитор, циклон, теплообменник-рекуператор и парокомпрессионный тепловой насос, обеспечивающий подготовку перегретого пара для обжарки масличных семян с многократным использованием перегретого пара в контуре рециркуляции и отводом части перегретого пара из контура рециркуляции в количестве испаряемой из семян влаги в теплообменник-рекуператор на нагревание кондиционированного воздуха, направляемого на сушку семян с образованием замкнутых термодинамических циклов по материальным и тепловым потокам.A known line for the production of vegetable oil [US Pat. No. 2595152 of the Russian Federation, IPC С11В 1/06; Vegetable oil production line / Frolova L.N., Shevtsov A.A., Vasilenko V.N., Dragan I.V., Mikhailova N.A., Krivova A.S .; Applicant and patent holder Voronezh. state University. engineering technol. - No. 2015111115/06; declared 03/27/2015; publ. 08/20/2016, bull. No. 23], including: a dryer, a roller machine, a separating machine, a fryer, prepress, a filter press, an expositor, a cyclone, a heat exchanger-recuperator and a vapor compression heat pump that provides the preparation of superheated steam for frying oilseeds with repeated use of superheated steam in the circuit recirculation and removal of part of the superheated steam from the recirculation circuit in the amount of moisture evaporated from the seeds to the heat exchanger-recuperator to heat the conditioned air sent to dry the seeds with the image Closed thermodynamic cycles in material and heat fluxes.

Однако данная линия не предусматривает получения биодизельного топлива, так как в ее составе отсутствует оборудование для осуществления реакции переэтерификации растительного масла спиртом в присутствии катализатора.However, this line does not provide for biodiesel fuel, since it does not contain equipment for carrying out the transesterification reaction of vegetable oil with alcohol in the presence of a catalyst.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является линия, реализующая способ получения биодизельного топлива путем переэтерификации растительного масла спиртом в присутствии катализатора при последующем разделении полученных продуктов экстракцией диоксидом углерода путем отделения от полученной смеси глицерина в первом сепараторе и отделения целевого продукта от диоксида углерода во втором сепараторе с циркуляцией диоксида углерода в режиме замкнутого цикла [Пат. №2412236 РФ, C11C 3/04; Способ получения биодизельного топлива / Винокуров В.А., Дадашев М.Н., Барков А.В. заявители и патентообладатели ГОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина» и Ассоциация делового сотрудничества в области передовых комплексных технологий "АСПЕКТ" (Ассоциация "АСПЕКТ") (RU). - №2008149226/10; заявл. 15.12.2008; опубл. 20.02.2011, бюл. №5].The closest in technical essence and the achieved effect is a line that implements a method for producing biodiesel by transesterifying vegetable oil with alcohol in the presence of a catalyst during subsequent separation of the obtained products by extraction with carbon dioxide by separating glycerol from the obtained mixture in the first separator and separating the target product from carbon dioxide in the second closed-loop carbon dioxide separator [US Pat. No. 2412236 of the Russian Federation, C11C 3/04; A method of producing biodiesel / Vinokurov V.A., Dadashev M.N., Barkov A.V. applicants and patent holders GOU VPO Russian State University of Oil and Gas named after THEM. Gubkina ”and the Association of business cooperation in the field of advanced integrated technologies“ ASPECT ”(Association“ ASPECT ”) (RU). - No. 2008149226/10; declared 12/15/2008; publ. 02/20/2011, bull. No. 5].

Однако в известном способе рассмотрена только заключительная часть технологии получения дизельного топлива и не рассмотрено оборудование той части технологического потока, которая непосредственно связана с получением масла. Использование двух сепараторов для разделения полученных продуктов экстракцией диоксидом углерода не может быть целесообразной в условии дефицита производственных площадей.However, in the known method, only the final part of the technology for producing diesel fuel is considered and the equipment of that part of the process stream that is directly related to the production of oil is not considered. The use of two separators for the separation of the obtained products by extraction with carbon dioxide may not be appropriate in the absence of a production space.

К общим недостаткам известных линий следует отнести то, что в них не реализованы основные принципы энергосбережения, связанные с организацией замкнутых термодинамических циклов с возможностью рекуперации и утилизации вторичных энергоресурсов; не предусмотрена подготовка исходных семян, и прежде всего их мойка, что не может обеспечить получение дизельного топлива высокого качества и влечет за собой увеличение вероятности технологических сбоев, связанных с возможным выходом из строя оборудования и потерей производительности линии из-за простоя на восстановление работоспособности.The common disadvantages of the known lines include the fact that they do not implement the basic principles of energy conservation associated with the organization of closed thermodynamic cycles with the possibility of recovery and utilization of secondary energy resources; preparation of the initial seeds is not provided, and first of all, their washing, which cannot ensure the production of high-quality diesel fuel and entails an increase in the likelihood of technological failures associated with possible equipment failure and loss of line productivity due to downtime to restore working capacity.

Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности линии производства биодизельного топлива, снижение теплоэнергетических затрат, повышение качества биодизельного топлива, создание условий экологической безопасности.An object of the invention is to increase the operational reliability of the biodiesel production line, reduce heat energy costs, improve the quality of biodiesel, create environmental safety conditions.

Поставленная задача достигается тем, что линия производства биодизельного топлива, включающая моечную машину, сушилку, вальцевый станок, сепарирующую машину, обжарочный аппарат, форпресс, накопительную емкость для масла, масляные насосы, барабанный фильтр, экспозитор, промежуточный сборник масла, циклон, фильтры, сборник конденсата, высокотемпературный парокомпрессионный тепловой насос, включающий компрессор, конденсатор, терморегулирующий вентиль, испаритель; а также распределитель потока, выводимого из контура рециркуляции, проточный подогреватель, рекуперативный теплообменник, сборник метанола, сборник гидроксида калия, смеситель, гидромеханический смеситель с обогревающей рубашкой, насос-кавитатор, разделительную центрифугу, причем моечная машина предназначена для предварительной мойки масличных семян; два параллельно установленных и попеременно работающих фильтра в режиме разделения с отводом фильтрата в сборник конденсата и выводом осадка в режиме противоточной регенерации водой, подаваемой из сборника конденсата для восстановления пропускной способности фильтрующих перегородок, предназначены для очистки отработанной из камеры мойки воды; распределитель потока, выводимого из контура рециркуляции, предназначен для отвода по двум потокам части отработанного перегретого пара в количестве, испаряемом из продукта, где один из потоков с помощью распределителя потоков отработанного пара подают в проточный подогреватель для разогрева масла, а второй поток подают в обогревающую рубашку гидромеханического смесителя; при этом сборник конденсата с возможной подпиткой свежей водой предназначен для отвода образовавшегося конденсата в проточном подогревателе и после гидромеханического смесителя вместе с конденсатом после испарителя теплового насоса; а гидромеханический смеситель предназначен для подачи в него подогретого в проточном подогревателе масла вместе с предварительно приготовленным в смесителе раствором гидроксида калия в метаноле для осуществления первой ступени реакции переэтерификации; насос-кавитатор предназначен для осуществления второй ступени реакции переэтерификации; и разделительная центрифуга предназначена для разделения полученной смеси на биодизель и глицерин, которые отводят в качестве целевых продуктов.The task is achieved in that the biodiesel production line, including a washer, dryer, roller mill, separation machine, fryer, prepressor, oil storage tank, oil pumps, drum filter, expositor, intermediate oil collector, cyclone, filters, collector condensate, a high-temperature vapor compression heat pump, including a compressor, a condenser, a thermostatic valve, an evaporator; as well as a distributor of the flow discharged from the recirculation circuit, a flow heater, a recuperative heat exchanger, a methanol collector, a potassium hydroxide collector, a mixer, a hydromechanical mixer with a heating jacket, a cavitation pump, a separation centrifuge, and the washing machine is intended for preliminary washing of oilseeds; two parallel-mounted and alternately working filters in the separation mode with the filtrate discharge to the condensate collector and the sediment outlet in the countercurrent regeneration mode with water supplied from the condensate collector to restore the filtering filters throughput, designed to clean the waste water from the washing chamber; the distributor of the stream withdrawn from the recirculation loop is designed to divert part of the spent superheated steam through the two streams in an amount evaporated from the product, where one of the streams is fed to the flow heater to heat the oil with the help of the spent steam stream distributor, and the second stream is fed to the heating jacket hydromechanical mixer; in this case, the condensate collector with the possible replenishment with fresh water is designed to drain the condensate formed in the flow heater and after the hydromechanical mixer along with the condensate after the heat pump evaporator; and a hydromechanical mixer is designed to supply oil heated in a flow heater with a solution of potassium hydroxide in methanol pre-prepared in the mixer for the first stage of the transesterification reaction; the cavitation pump is designed to carry out the second stage of the transesterification reaction; and a separation centrifuge is designed to separate the resulting mixture into biodiesel and glycerin, which are removed as target products.

Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности линии производства биодизельного топлива, снижении теплоэнергетических затрат, повышении качества биодизельного топлива, создании условий экологической безопасности.The technical result of the invention is to increase the operational reliability of the biodiesel production line, reduce heat energy costs, improve the quality of biodiesel, create environmental safety conditions.

На фиг. 1 представлена линия производства биодизельного топлива.In FIG. 1 shows a biodiesel production line.

Линия содержит моечную машину 1; сушилку 2; вальцевый станок 3; сепарирующую машину 4; обжарочный аппарат 5; форпресс 6; накопительную емкость для масла 7; масляные насосы 8, 36; барабанный фильтр 9; экспозитор 10; промежуточный сборник масла 11; циклон 12; фильтры 13,14; сборник конденсата 15; высокотемпературный парокомпрессионный тепловой насос, включающий компрессор 16, конденсатор 17, терморегулирующий вентиль 18, испаритель 19; распределитель потока 20; проточный подогреватель 21; рекуперативный теплообменник 22; сборник метанола 23; сборник гидроксида калия 24; смеситель 25; гидромеханический смеситель с обогревающей рубашкой 26; насос-кавитатор 27; разделительную центрифугу 28; насосы 29, 30, 31, 32, 33; вентиляторы 34, 35; линии материальных и тепловых потоков: 1.0 - подачи исходных масличных семян в камеру мойки; 1.1 - отвода масличных семян в сушилку; 1.2 - отвода подсушенных масличных семян из сушилки на измельчение в вальцевый станок; 1.3 - отвода измельченных масличных семян с вальцевого станка на сепарирующую машину; 1.4 - отвода схода с сита сепарирующей машины на доизмельчение; 7.5 - отвода измельченных семян на обжарочный аппарат; 1.6 - отвода мезги из обжарочного аппарата в форпресс; 1.7 - отвода масла из форпресса в барабанный фильтр; 1.8 - отвода форпрессового жмыха; 1.9 - отвода осадка из барабанного фильтра; 1.10 - профильтрованного масла из форпресса в экспозитор; 1.11 - отвода восковых веществ из экспозитора; 1.12 - подачи масла в промежуточный сборник; 1.13 - отвода масла в проточный нагреватель; 1.14 - подачи масла в гидромеханический смеситель; 1.15 - подачи метанола в смеситель; 1.16 - подачи гидрооксида калия в смеситель; 1.17 - подачи раствора гидроксида калия в метаноле в гидромеханический смеситель; 1.18 - подачи смеси в насос-кавитатор; 1.19 - подачи смеси в разделительную центрифугу; 1.20 - отвода биодизеля; 1.21 - отвода глицерина; 2.0 - рециркуляции хладагента; 3.0 - подачи кондиционированного воздуха после испарителя в конденсатор; 3.1 - отвода отработанного воздуха в циклон; 3.2 - подачи очищенного отработанного воздуха в испаритель; 3.3 - подачи сжатого воздуха в барабанный фильтр; 4.0 - рециркуляции перегретого пара; 5.0 - отвода конденсата; 5.1 - рециркуляции воды; 5.2 - отвода очищенной воды; 5.3 - осадок из фильтров воды; 5.4 - вода на регенерацию фильтрующего элемента; 5.5 - подпитки свежей водой; 6.0 - отвода твердых частиц из циклона.The line contains a washer 1; dryer 2; roller machine 3; separation machine 4; fryer 5; prepress 6; cumulative capacity for oil 7; oil pumps 8, 36; drum filter 9; expositor 10; intermediate oil reservoir 11; cyclone 12; filters 13.14; condensate collector 15; high-temperature vapor compression heat pump, including a compressor 16, a condenser 17, a thermostatic valve 18, an evaporator 19; flow distributor 20; instantaneous heater 21; recuperative heat exchanger 22; a collection of methanol 23; potassium hydroxide collector 24; mixer 25; hydromechanical mixer with a heating jacket 26; cavitation pump 27; separation centrifuge 28; pumps 29, 30, 31, 32, 33; fans 34, 35; material and heat flow lines: 1.0 - supply of initial oilseeds to the washing chamber; 1.1 - removal of oilseeds to the dryer; 1.2 - drainage of dried oilseeds from the dryer for grinding into a roller mill; 1.3 - removal of crushed oilseeds from the roller mill to the separating machine; 1.4 - drain off the sieve of the separating machine for regrinding; 7.5 - removal of crushed seeds to the fryer; 1.6 - drainage of pulp from the fryer to the prepress; 1.7 - drainage of oil from the prepress to the drum filter; 1.8 - tap forpress cake; 1.9 - sediment discharge from the drum filter; 1.10 - filtered oil from prepress to the expositor; 1.11 - removal of wax substances from the expositor; 1.12 - oil supply to the intermediate reservoir; 1.13 - drainage of oil into the flow heater; 1.14 - oil supply to the hydromechanical mixer; 1.15 - supply of methanol to the mixer; 1.16 - supply of potassium hydroxide to the mixer; 1.17 - feeding a solution of potassium hydroxide in methanol to a hydromechanical mixer; 1.18 - supply of the mixture to the pump-cavitator; 1.19 - feeding the mixture into a separation centrifuge; 1.20 - biodiesel exhaust; 1.21 - removal of glycerol; 2.0 - refrigerant recirculation; 3.0 - supply of conditioned air after the evaporator to the condenser; 3.1 - exhaust air into the cyclone; 3.2 - supply of purified exhaust air to the evaporator; 3.3 - supply of compressed air to the drum filter; 4.0 - recirculation of superheated steam; 5.0 - condensate drain; 5.1 - water recirculation; 5.2 - drainage of purified water; 5.3 - sediment from water filters; 5.4 - water for the regeneration of the filter element; 5.5 - replenishment with fresh water; 6.0 - removal of solid particles from the cyclone.

Линия производства дизельного топлива работает следующим образом.The diesel fuel production line operates as follows.

После предварительной очистки семян от сорных примесей их направляют по линии 1.0 в моечную машину 1 и промывают в течение 5…10 мин при температуре 20…25°С чистой водой, подаваемой по линии 5.1 из сборника конденсата 15 в моечную машину 1.After preliminary cleaning of the seeds from impurities, they are sent along line 1.0 to the washer 1 and washed for 5 ... 10 min at a temperature of 20 ... 25 ° C with clean water supplied through line 5.1 from the condensate collector 15 to the washer 1.

Отработанную воду из моечной машины 1 по линии 5.1 отводят на фильтрацию и очищают в двух параллельно установленных и попеременно работающих фильтрах 13 и 14 соответственно в режиме разделения с отводом чистой воды по линии 5.2 в сборник конденсата 15 и выводом осадка по линиям 5.3, и в режиме противоточной регенерации водой, подаваемой по линии 5.4 под давлением, создаваемым насосом 30, из сборника конденсата для восстановления пропускной способности фильтрующих перегородок. Чистую воду из сборника конденсата непрерывно подают насосом 29 по линии 5.1 в моечную машину 1 с образованием замкнутого цикла.Waste water from the washer 1 along line 5.1 is diverted to filtration and purified in two parallel-mounted and alternately working filters 13 and 14, respectively, in the separation mode with clean water being discharged through line 5.2 to the condensate collector 15 and sediment outlet along lines 5.3, and in the mode countercurrent regeneration with water supplied through line 5.4 under the pressure generated by pump 30 from the condensate collector to restore the throughput of the filtering baffles. Pure water from the condensate collector is continuously supplied by the pump 29 via line 5.1 to the washer 1 with the formation of a closed cycle.

Вымытые семена с влажностью 17…19% из моечной машины по линии 1.1 подают в сушилку 1 и осуществляют сушку семян при температуре сушильного агента 85…90°С до влажности 9…11%. Высушенные семена по линии 1.2 отводят в вальцовый станок 3 и измельчают до частиц с эквивалентным диаметром не более 1 мм, после чего по линии 1.3 направляют в сепарирующую машину 4. Сход с сита сепарирующей машины по линии 1.4 отводят на доизмельчение в вальцевый станок 3, а проход в виде измельченной фракции семян по линии 1.5 направляют в обжарочный аппарат 5. Обжаренные семена с влажностью 2…3% из обжарочного аппарата по линии 1.6 подают в форпресс 6, где они подвергаются механическому отжиму. Отжатое масло по линии 1.7 из форпресса 6 отводят в накопительную емкость 7, а форпрессовый жмых по линии 1.8 отводят на экстракцию.Washed seeds with a moisture content of 17 ... 19% from the washing machine through line 1.1 are fed to dryer 1 and the seeds are dried at a temperature of a drying agent of 85 ... 90 ° C to a moisture content of 9 ... 11%. Dried seeds on line 1.2 are taken to a roller mill 3 and crushed to particles with an equivalent diameter of not more than 1 mm, after which line 1.3 is sent to a separating machine 4. Descent from the sieve of the separating machine along line 1.4 is taken to regrind into a roller mill 3, and the passage in the form of a crushed seed fraction along line 1.5 is sent to the fryer 5. Fried seeds with a moisture content of 2 ... 3% from the fryer are fed through line 1.6 to prepress 6, where they are subjected to mechanical extraction. The squeezed oil through line 1.7 from forpress 6 is diverted to storage tank 7, and the forpress cake along line 1.8 is diverted to extraction.

Из накопительной емкости 7 отжатое масло насосом 8 под давлением 2…5 атм подают на фильтрацию через нижний патрубок барабанного фильтра 9, работающего под давлением. Через верхний патрубок фильтра 9 по линии 3.3 поступает сжатый воздух, давление которого соответствует давлению масла, нагнетаемого насосом 8, что позволяет вести непрерывный процесс фильтрации с заданной производительностью.From the storage tank 7, the pressed oil is pumped out by the pump 8 under a pressure of 2 ... 5 atm through the lower pipe of the drum filter 9 operating under pressure. Through the upper pipe of the filter 9 through line 3.3, compressed air enters, the pressure of which corresponds to the pressure of the oil pumped by the pump 8, which allows for a continuous filtration process with a given capacity.

Профильтрованное масло, прошедшее через внутреннюю полость перфорированного барабана барабанного фильтра 9, отводят по линии 1.10 в экспозитор 10 для вымораживания восковых веществ; осадок, образовавшийся на перфорированной поверхности барабана, продувают сжатым воздухом и освобождают перфорированную поверхность от осадка и затем отводят его из фильтра по линии 1.9 на дальнейшую обработку.Filtered oil passing through the inner cavity of the perforated drum of the drum filter 9 is diverted along line 1.10 to the expositor 10 for freezing wax substances; the precipitate formed on the perforated surface of the drum is purged with compressed air and the perforated surface is freed from the sediment and then it is removed from the filter along line 1.9 for further processing.

Восковые вещества отводят из экспозитора 10 по линии 1.11, а готовое масло выводят по линии 1.12 в промежуточный сборник 11, после чего по линии 1.13 направляют в проточный подогреватель 21 и нагревают до 25..30°С, снижая его вязкость.Wax substances are removed from the expositor 10 through line 1.11, and the finished oil is withdrawn through line 1.12 into an intermediate collector 11, after which, via line 1.13, it is directed to a flow heater 21 and heated to 25..30 ° C, reducing its viscosity.

Одновременно из сборников 23 и 24 по линиям 1.15 и 1.16 соответственно подают метанол и гидроксид калия в смеситель 25 и осуществляют подготовку раствора гидроксида калия в метаноле.At the same time, methanol and potassium hydroxide are fed from mixer 23 and 24 through lines 1.15 and 1.16 to mixer 25 and a solution of potassium hydroxide in methanol is prepared.

Подогретое в проточном подогревателе 21 масло масляным насосом 36 по линии 1.14 вместе с предварительно приготовленным в смесителе 25 раствором гидроксида калия в метаноле по линии 1.17 подают в гидродинамический смеситель 26 с греющей рубашкой и осуществляют сначала первую ступень реакции переэтерификации при температуре 40…50°С; а затем вторую ступень реакции переэтерификации в насосе-кавитаторе 27 при температуре 15…20°С. Благодаря интенсивным кавитационным процессам в гидродинамическом смесителе 26 и насосе-кавитаторе 27 происходит разрыв молекул жирных кислот, что значительно увеличивает скорость реакции и улучшает качество энергетических характеристик будущего топлива. Далее полученную смесь разделяют в разделительной центрифуге 28 на глицерин, который отводят по линии 1.21, и биодизельное топливо, которое отводят по линии 1.20 в качестве целевого продукта.The oil heated in the flow heater 21 by the oil pump 36 along line 1.14 together with a solution of potassium hydroxide in methanol previously prepared in the mixer 25 is fed through line 1.17 to the hydrodynamic mixer 26 with a heating jacket and the first step of the transesterification reaction is carried out first at a temperature of 40 ... 50 ° C; and then the second stage of the transesterification reaction in the cavitation pump 27 at a temperature of 15 ... 20 ° C. Due to intensive cavitation processes in the hydrodynamic mixer 26 and the cavitation pump 27, fatty acid molecules break, which significantly increases the reaction rate and improves the quality of the energy characteristics of the future fuel. Next, the resulting mixture is separated in a separation centrifuge 28 into glycerin, which is taken off along line 1.21, and biodiesel, which is taken off through line 1.20 as the target product.

Для подготовки сушильного агента, в качестве которого используют воздух для сушки масличных культур в сушилке 2; хладагента для вымораживания восковых веществ в экспозиторе 10; перегретого пара для обжарки измельченных семян в обжарочном аппарате 5 используют высокотемпературный парокомпрессионный тепловой насос, включающий компрессор 16, конденсатор 17, терморегулирующий вентиль 19.To prepare a drying agent, which is used as air for drying oilseeds in the dryer 2; refrigerant for freezing wax substances in the expositor 10; superheated steam for frying the crushed seeds in the fryer 5 use a high-temperature vapor compression heat pump, including a compressor 16, a condenser 17, a thermostatic valve 19.

Хладагент (рабочее тело) всасывается компрессором 16, сжимается до давления конденсации и по замкнутому контуру 2.0 направляется в конденсатор 17. За счет компрессионного сжатия в компрессоре 16 хладагент доводят до температуры конденсации 160…180°С и за счет рекуперативного теплообмена в секции конденсатора 17 он отдает теплоту на перегрев пара, подаваемого в обжарочный аппарат 5. Затем хладагент направляется в терморегулирующий вентиль 18, где дросселируется до заданного давления. С этим давлением хладагент поступает в испаритель 19 и экспозитор 10 и кипит при температуре -5…-10°С, что позволяет за счет рекуперативного теплообмена обеспечить конденсацию водяных паров сушильного агента в испарителе 19 и обеспечить необходимый температурный режим вымораживания восковых веществ из масла в экспозиторе 10. Пары хладагента по замкнутому контуру 2.0 направляются в компрессор 16, сжимаются до давления конденсации, и термодинамический цикл повторяется.The refrigerant (working fluid) is absorbed by the compressor 16, compressed to a condensing pressure and sent to a condenser 17 through a closed circuit 2.0. Due to compression compression in the compressor 16, the refrigerant is brought to a condensation temperature of 160 ... 180 ° С and, due to regenerative heat exchange, in the condenser section 17 gives up heat to overheat the steam supplied to the fryer 5. Then the refrigerant is sent to the thermostatic valve 18, where it is throttled to a predetermined pressure. With this pressure, the refrigerant enters the evaporator 19 and the expositor 10 and boils at a temperature of -5 ... -10 ° C, which allows for the condensation of water vapor of the drying agent in the evaporator 19 due to regenerative heat transfer and provides the necessary temperature regime for freezing wax substances from the oil in the expositor 10. The refrigerant vapor in a closed circuit 2.0 is sent to the compressor 16, compressed to a condensing pressure, and the thermodynamic cycle is repeated.

Отработанный сушильный агент после сушки масличных семян из сушилки 2 сначала направляют по потоку 3.1 в циклон 12 для очистки от содержащихся в нем взвешенных твердых частиц, которые отводят по линии 6.0. Затем отработанный очищенный сушильный агент по потоку 3.2 подают на осушение и охлаждение в испаритель 19 высокотемпературного теплового насоса. При этом температуру сушильного агента доводят до температуры «точки росы», а влага, содержащаяся в сушильном агенте, конденсируется в виде капельной жидкости или тумана. Осушенный и охлажденный (кондиционированный) сушильный агент из испарителя 19 вентилятором 34 подают по линии 3.0 в рекуперативный теплообменник 22, в котором за счет рекуперативного теплообмена с отработанным перегретым паром сушильный агент нагревают до температуры 87…92°С и в режиме замкнутого цикла подают в сушилку 2.After drying the oil seeds from the dryer 2, the spent drying agent is first sent through stream 3.1 to cyclone 12 to clean the suspended solids contained in it, which are removed via line 6.0. Then, the spent purified drying agent is fed through stream 3.2 for drying and cooling to the evaporator 19 of the high-temperature heat pump. In this case, the temperature of the drying agent is brought to the “dew point” temperature, and the moisture contained in the drying agent condenses in the form of a droplet liquid or fog. The dried and cooled (conditioned) drying agent from the evaporator 19 is fed by a fan 34 through a line 3.0 to a recuperative heat exchanger 22, in which, due to the regenerative heat exchange with spent superheated steam, the drying agent is heated to a temperature of 87 ... 92 ° C and fed to the dryer in a closed cycle mode 2.

Перегретый пар с температурой 140…160°С после конденсатора 17 насосом 35 по потоку 4.0 направляют в обжарочный аппарат 5. После обжарочного аппарата 5 с помощью распределителя потока 29 одну часть перегретого пара направляют в рекуперативный теплообменник 22 для нагрева сушильного агента и затем в контур рециркуляции перегретого пара 4.0, а другую часть, в количестве испарившейся из семян влаги при обжарке, по потокам 4.1 направляют через распределитель потока 20 на разогрев масла в проточный подогреватель 21 и на обогрев тепловой рубашки гидромеханического смесителя 26.Superheated steam with a temperature of 140 ... 160 ° C after the condenser 17 is sent by a pump 35 to a fryer 5 through a stream 4.0. After the fryer 5 using a flow distributor 29, one part of the superheated steam is sent to a recuperative heat exchanger 22 to heat the drying agent and then to the recirculation loop superheated steam 4.0, and the other part, in the amount of moisture evaporated from the seeds during frying, is directed through streams 4.1 through the flow distributor 20 to heat the oil in the flow heater 21 and to heat the thermal jacket of the hydromechanical Cesky mixer 26.

Конденсат, образовавшийся в испарителе 19, в проточном подогревателе 21 и после гидромеханического смесителя с тепловой рубашкой 26 по линиям 5.0 насосами 31, 32, 33 отводят в сборник конденсата 15. В случае технологических сбоев сборник конденсата снабжен линией подпитки свежей водой 5.5.The condensate formed in the evaporator 19, in the flow heater 21 and after the hydromechanical mixer with the heat jacket 26, is discharged by pumps 31, 32, 33 to the condensate collector 15 via lines 5.0. In case of technological failures, the condensate collector is equipped with a fresh water recharge line 5.5.

Способ производства биодизельного топлива реализован на экспериментальной поточной линии производительностью 3…5 т/ч по исходным бобам сои с масличностью 19…22% в производственных условиях ООО «Согал-ЭКО».The biodiesel production method is implemented on an experimental production line with a productivity of 3 ... 5 t / h for the original soy beans with an oil content of 19 ... 22% under the production conditions of Sogal-ECO LLC.

Энергоэффективные режимы технологических операций в области допустимых свойств осуществлялись с помощью высокотемпературного парокомпрессионного теплового насоса серии ZTN, со следующими параметрами:Energy-efficient modes of technological operations in the field of permissible properties were carried out using a high-temperature vapor compression heat pump ZTN series, with the following parameters:

Figure 00000001
Figure 00000001

Высокотемпературный парокомпрессионный тепловой насос обеспечивал необходимую производительность трубчатого конденсатора с рабочей температурой конденсации озонобезопасного фреона R-134 160..180°С при получении перегретого пара с температурой 140…160°С, необходимого как для эффективной реализации процесса обжарки предварительно высушенных и измельченных масличных семян, так и для реализации предыдущей сушки семян, связанной с нагреванием сушильного агента за счет теплоты отработанного перегретого пара; снижением вязкости масла в проточном подогревателе и интенсификацией процесса переэтирификации в гидромеханическом смесителе.The high-temperature vapor compression heat pump provided the necessary capacity of a tubular condenser with an operating temperature of condensation of ozone-safe freon R-134 160..180 ° С upon receipt of superheated steam with a temperature of 140 ... 160 ° С, which is necessary both for the efficient implementation of the roasting process of pre-dried and ground oilseeds, and for the implementation of the previous drying of seeds associated with the heating of the drying agent due to the heat of the spent superheated steam; reducing the viscosity of the oil in the flow heater and the intensification of the transesterification process in the hydromechanical mixer.

Таким образом, предлагаемая линия производства биодизельного топлива позволяет создать условия для реализации энергетически эффективной технологии в непрерывном режиме эксплуатации основного и вспомогательного оборудования.Thus, the proposed biodiesel production line allows us to create conditions for the implementation of energy-efficient technology in the continuous operation of the main and auxiliary equipment.

Дополнительные технологические приемы позволяют:Additional technological methods allow:

- реализовать предлагаемую линию как энергосберегающую и экологически безопасную, обеспечить подготовку теплоносителей разного температурного потенциала с применением высокотемпературного парокомпрессионного теплового насоса в замкнутых термодинамических циклах и повысить качество получаемого дизельного топлива по сравнению с биодизельным топливом, полученным традиционным способом (табл.) (задача повышения качества готовой продукции);- implement the proposed line as energy-saving and environmentally friendly, ensure the preparation of heat carriers of different temperature potentials using a high-temperature vapor compression heat pump in closed thermodynamic cycles and improve the quality of the resulting diesel fuel compared to biodiesel obtained in the traditional way (table) (the task of improving the quality of the finished products);

Figure 00000002
Figure 00000002

- обеспечить надежность эксплуатации поточной линии производства биодизельного топлива на заданном уровне качества (чисто технологическая задача);- ensure the reliability of the operation of the production line of biodiesel production at a given level of quality (a purely technological task);

- максимально снизить выброс отработанных теплоносителей в окружающую атмосферу (экологическая задача);- minimize the emission of waste coolant into the surrounding atmosphere (environmental challenge);

- использовать рекуперацию теплоты конденсации хладагента в конденсаторе теплового насоса для перегрева перегретого пара в контуре его рециркуляции и температуру кипения хладагента в испарителе теплового насоса для охлаждения и осушения воздуха для многократного его использования в замкнутом термодинамическом цикле при непрерывном процессе сушки бобов сои (задача энергосбережения).- use the recovery heat of condensation of the refrigerant in the condenser of the heat pump for superheating of superheated steam in its recirculation circuit and the boiling point of the refrigerant in the evaporator of the heat pump for cooling and drying air for repeated use in a closed thermodynamic cycle during the continuous process of drying soybeans (energy saving task).

Claims (1)

Линия производства биодизельного топлива, включающая моечную машину, сушилку, вальцевый станок, сепарирующую машину, обжарочный аппарат, форпресс, накопительную емкость для масла, масляные насосы, барабанный фильтр, экспозитор, промежуточный сборник масла, циклон, фильтры, сборник конденсата, высокотемпературный парокомпрессионный тепловой насос, включающий компрессор, конденсатор, терморегулирующий вентиль, испаритель; а также распределитель потока, выводимого из контура рециркуляции, проточный подогреватель, рекуперативный теплообменник, сборник метанола, сборник гидроксида калия, смеситель, гидромеханический смеситель с обогревающей рубашкой, насос-кавитатор, разделительную центрифугу, причем моечная машина предназначена для предварительной мойки масличных семян; два параллельно установленных и попеременно работающих фильтра в режиме разделения с отводом фильтрата в сборник конденсата и выводом осадка в режиме противоточной регенерации водой, подаваемой из сборника конденсата для восстановления пропускной способности фильтрующих перегородок, предназначены для очистки отработанной из камеры мойки воды; распределитель потока, выводимого из контура рециркуляции, предназначен для отвода по двум потокам части отработанного перегретого пара в количестве, испаряемом из продукта, где один из потоков с помощью распределителя потоков отработанного пара подают в проточный подогреватель для разогрева масла, а второй поток подают в обогревающую рубашку гидромеханического смесителя; при этом сборник конденсата с возможной подпиткой свежей водой предназначен для отвода образовавшегося конденсата в проточном подогревателе и после гидромеханического смесителя вместе с конденсатом после испарителя теплового насоса; а гидромеханический смеситель предназначен для подачи в него подогретого в проточном подогревателе масла вместе с предварительно приготовленным в смесителе раствором гидроксида калия в метаноле для осуществления первой ступени реакции переэтерификации; насос-кавитатор предназначен для осуществления второй ступени реакции переэтерификации; и разделительная центрифуга предназначена для разделения полученной смеси на биодизель и глицерин, которые отводят в качестве целевых продуктов.Biodiesel production line, including washer, dryer, roller mill, separator, fryer, forpress, oil storage tank, oil pumps, drum filter, expositor, intermediate oil collector, cyclone, filters, condensate collector, high temperature vapor compression heat pump including compressor, condenser, thermostatic valve, evaporator; as well as a distributor of the flow discharged from the recirculation circuit, a flow heater, a recuperative heat exchanger, a methanol collector, a potassium hydroxide collector, a mixer, a hydromechanical mixer with a heating jacket, a cavitation pump, a separation centrifuge, and the washing machine is intended for preliminary washing of oilseeds; two parallel-mounted and alternately working filters in the separation mode with the filtrate discharge to the condensate collector and the sediment outlet in the countercurrent regeneration mode with water supplied from the condensate collector to restore the filtering filters throughput, designed to clean the waste water from the washing chamber; the distributor of the stream withdrawn from the recirculation loop is designed to divert part of the spent superheated steam through the two streams in an amount evaporated from the product, where one of the streams is fed to the flow heater to heat the oil with the help of the spent steam stream distributor, and the second stream is fed to the heating jacket hydromechanical mixer; in this case, the condensate collector with the possible replenishment with fresh water is designed to drain the condensate formed in the flow heater and after the hydromechanical mixer along with the condensate after the heat pump evaporator; and a hydromechanical mixer is designed to supply oil heated in a flow heater with a solution of potassium hydroxide in methanol pre-prepared in the mixer for the first stage of the transesterification reaction; the cavitation pump is designed to carry out the second stage of the transesterification reaction; and a separation centrifuge is designed to separate the resulting mixture into biodiesel and glycerin, which are removed as target products.
RU2017112845A 2017-04-13 2017-04-13 Production line of biodiesel fuel RU2646755C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112845A RU2646755C1 (en) 2017-04-13 2017-04-13 Production line of biodiesel fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112845A RU2646755C1 (en) 2017-04-13 2017-04-13 Production line of biodiesel fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2646755C1 true RU2646755C1 (en) 2018-03-07

Family

ID=61568733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017112845A RU2646755C1 (en) 2017-04-13 2017-04-13 Production line of biodiesel fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646755C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115256568A (en) * 2022-08-17 2022-11-01 崇左广林迪芬新材料科技有限公司 Heat conduction oil system of continuous flat-pressing plywood production line

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2412236C2 (en) * 2008-12-15 2011-02-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Российский Государственный Университет Нефти И Газа Им. И.М. Губкина" Method of producing biodiesel fuel
US20120013099A1 (en) * 2008-11-17 2012-01-19 Francesco Riondato Combination of a shoe, a frame and a pedal for racing bicycles
RU2528387C2 (en) * 2009-09-07 2014-09-20 Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Integrated method of producing jatropha methyl ester and byproducts
RU2595152C1 (en) * 2015-03-27 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Line for production of vegetable oil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120013099A1 (en) * 2008-11-17 2012-01-19 Francesco Riondato Combination of a shoe, a frame and a pedal for racing bicycles
RU2412236C2 (en) * 2008-12-15 2011-02-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Российский Государственный Университет Нефти И Газа Им. И.М. Губкина" Method of producing biodiesel fuel
RU2528387C2 (en) * 2009-09-07 2014-09-20 Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Integrated method of producing jatropha methyl ester and byproducts
RU2595152C1 (en) * 2015-03-27 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Line for production of vegetable oil

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115256568A (en) * 2022-08-17 2022-11-01 崇左广林迪芬新材料科技有限公司 Heat conduction oil system of continuous flat-pressing plywood production line

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104837965B (en) Modify the manufacture method and modification coal manufacture device of coal
CN206157111U (en) Prickly ash hair oil filtration edulcoration system
CN105907479A (en) New technique for refining waste soil and extracting oil
WO2010082870A2 (en) Method for extracting materials and device for implementing same
RU2646755C1 (en) Production line of biodiesel fuel
CN102618383B (en) Production method and system of deacidification rice bran oil
CN102578688A (en) Processing equipment and processing technique for poultry feather protein powder
RU2595152C1 (en) Line for production of vegetable oil
CN108018118A (en) The device and its application method of oleoresin are extracted in a kind of particle from capsicum
CN106152768A (en) Drying system and drying means for high-moisture material
US4480993A (en) Installation for processing chunks of animal matter
RU2619278C1 (en) Line for producing vegetable oil
WO2014060494A1 (en) Improved oil bearing material crushing process
CN104782876A (en) Cottonseed protein production process method
CN107603745A (en) Utilize the device of kitchen garbage extraction grease
CN216049356U (en) Waste heat recovery and exhaust treatment device of textile fabric processing equipment
RU2693046C1 (en) Control method of oil seeds processing process into biodiesel fuel
RU2192136C1 (en) Beet pulp drying method
CN209548763U (en) Energy-saving dual-use traditional Chinese medicine extraction, concentrator
RU2794022C1 (en) Method for recovery of organochlorine solvent residues from dry-cleaning sludge waste
CN102559372B (en) Ethanol replacement oil preparation method and equipment
RU216334U1 (en) JET APPARATUS FOR DEVICE FOR EXTRACTION OF SOLVENT RESIDUES FROM SLUDGE LIQUID FORMED WHEN DURING DRY CLEANING OF CLOTHES
RU2785503C1 (en) Method for the complex processing of st. john's wort and a technological line for its implementation
CN100462425C (en) Method for leaching grease by isopropyl alcohol
RU65395U1 (en) Desalination plant

Legal Events

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

Effective date: 20190414