RU83773U1 - DEVICE FOR TRANSESTERIFICATION OF FATS WITH ALCOHOLS - Google Patents

DEVICE FOR TRANSESTERIFICATION OF FATS WITH ALCOHOLS Download PDF

Info

Publication number
RU83773U1
RU83773U1 RU2008144826/22U RU2008144826U RU83773U1 RU 83773 U1 RU83773 U1 RU 83773U1 RU 2008144826/22 U RU2008144826/22 U RU 2008144826/22U RU 2008144826 U RU2008144826 U RU 2008144826U RU 83773 U1 RU83773 U1 RU 83773U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
fat
catalyst
nozzle
transesterification
Prior art date
Application number
RU2008144826/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Николаевич Иванкин
Дмитрий Германович Горохов
Марина Ивановна Бабурина
Галина Львовна Олиференко
Original Assignee
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса" filed Critical Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса"
Priority to RU2008144826/22U priority Critical patent/RU83773U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU83773U1 publication Critical patent/RU83773U1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Устройство для переэтерификации жиров спиртами, включающее реактор для раствора жира, спирта и катализатора с механическим перемешиванием, отличающееся тем, что реактор снабжен верхним штуцером для подачи жира и нижним штуцером, выполненным в виде форсунки, для подачи в реактор катализатора и спирта под давлением, а также пробоотборником для контроля процесса и отбора целевого продукта.A device for transesterifying fats with alcohols, including a reactor for a solution of fat, alcohol and a catalyst with mechanical stirring, characterized in that the reactor is equipped with an upper fitting for supplying fat and a lower fitting made in the form of a nozzle for supplying a catalyst and alcohol under pressure to the reactor, and also a sampler for process control and selection of the target product.

Description

Заявляемое техническое решение относится к биотехнологии, в частности, к области переработки жиров или масел биологического происхождения в биотопливо, и может найти применение в энергетике, сельском хозяйстве, химической и пищевой промышленности.The claimed technical solution relates to biotechnology, in particular, to the field of processing fats or oils of biological origin into biofuels, and can find application in the energy, agriculture, chemical and food industries.

В последнее время в связи с увеличением производства дизельного топлива из природного сырья существенно возросла актуальность проблемы получения алкиловых эфиров жирных кислот путем реакции переэтерификации жиров с использованием метанола или этанола (реакции алкоголиза).Recently, in connection with an increase in the production of diesel fuel from natural raw materials, the urgency of the problem of obtaining alkyl esters of fatty acids through the transesterification reaction of fats using methanol or ethanol (alcoholysis reaction) has substantially increased.

Известно, что для осуществления переэтерификации жиров спиртами существуют самые разнообразные установки. Например, для этой цели часто используются обычные реакторы с перемешиванием (Локтев С.М., Клименко В.Л. и др. Высшие жирные спирты. Области применения, методы производства, физико-химические свойства. - М.: Химия, 1970, с.601). Основным недостатком этих устройств является недостаточно эффективное смешение реагентов в условиях межфазного расслоения в системе вода - жир - спирт и постепенное снижение конверсии жира за счет неэффективного отвода вязкого глицерина, высвобождающегося в результате равновесной реакции переэтерификации.It is known that for the transesterification of fats with alcohols there are a wide variety of settings. For example, conventional stirred reactors are often used for this purpose (Loktev S.M., Klimenko V.L. et al. Higher fatty alcohols. Fields of application, production methods, physicochemical properties. - M.: Chemistry, 1970, p. .601). The main disadvantage of these devices is the insufficiently effective mixture of reagents under the conditions of interfacial separation in the water-fat-alcohol system and a gradual decrease in fat conversion due to inefficient removal of viscous glycerol released as a result of the equilibrium transesterification reaction.

Для проведения алкоголиза жирового сырья также можно использовать реакторы с многоконтурным перемешиванием (Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. - М.: Мир, 1989. - с.247). В этом случае основными недостатками реакторов являются периодичность процесса алкоголиза и его существенная длительность, достигающая в ряде случаев To carry out the alcoholysis of fatty raw materials, it is also possible to use reactors with multi-circuit mixing (Bailey J., Ollis D. Fundamentals of biochemical engineering. - M.: Mir, 1989. - p.247). In this case, the main disadvantages of the reactors are the frequency of the alcoholysis process and its substantial duration, which in some cases reaches

нескольких суток, так как реакция переэтерификации является равновесной и ее скорость определяется эффективностью введения катализатора.several days, since the transesterification reaction is equilibrium and its rate is determined by the efficiency of the introduction of the catalyst.

Кроме того, все эти виды реакторов не позволяют достигать высоких значений конверсии жирового сырья.In addition, all these types of reactors do not allow to achieve high values of the conversion of fatty raw materials.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является устройство, представляющее собой реактор с механическим перемешиванием (П. Зигфрид. Способ переэтерификации жира или масла биологического происхождения путем алкоголиза. - Патент РФ 2263660, кл. С07С 69/24, 1999 г.).The closest analogue of the proposed technical solution is a device that is a reactor with mechanical stirring (P. Siegfried. Method for transesterification of fat or oil of biological origin by alcoholysis. - RF Patent 2263660, CL S07C 69/24, 1999).

Недостатками данного устройства также являются недостаточно эффективное смешение реагентов в условиях межфазного расслоения в системе вода - жир - спирт и низкая степень конверсии жира за счет неэффективного отвода вязкого глицерина, высвобождающегося в результате переэтерификации. Описанное устройство является реактором периодического действия, поэтому существенным его недостатком является периодичность процесса.The disadvantages of this device are also insufficiently effective mixing of the reagents under the conditions of interfacial separation in the water-fat-alcohol system and a low degree of fat conversion due to inefficient removal of viscous glycerol released as a result of transesterification. The described device is a batch reactor, therefore, its essential disadvantage is the frequency of the process.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности устройства за счет увеличения его производительности и возможности многократного осуществления в нем процесса переэтерификации жира без разгрузки реактора.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of the device by increasing its productivity and the possibility of multiple implementation of the process of transesterification of fat in it without unloading the reactor.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в устройстве, включающем реактор для смеси жира, спирта и кислотно-щелочного катализатора с механическим перемешиванием, реактор снабжен: верхним штуцером для подачи жира; нижним штуцером, выполненным в виде форсунки, для подачи в реактор катализатора и спирта под давлением; пробоотборником для контроля процесса и отбора целевого продукта.The solution to this problem is provided by the fact that in a device comprising a reactor for a mixture of fat, alcohol and an acid-base catalyst with mechanical stirring, the reactor is equipped with: an upper fitting for supplying fat; a lower nozzle-shaped fitting for feeding catalyst and alcohol to the reactor under pressure; a sampler for process control and selection of the target product.

Принципиальная схема предлагаемого устройства для переэтерифи-кации жирового сырья спиртами в присутствии кислотно-основных катализаторов приведена на фиг.1.The schematic diagram of the proposed device for transesterification of fatty raw materials with alcohols in the presence of acid-base catalysts is shown in figure 1.

Устройство для переэтерификации жиров спиртами содержит реактор 1 для смешения жира, раствора катализатора и спирта. Реактор 1 снабжен по периметру теплообменной рубашкой 2, в которой циркулирует теплоноситель (вода). Теплообменная рубашка 2 снабжена штуцерами 3 и 4 для подачи и вывода воды соответственно. Реактор 1 в верхней части снабжен штуцером 5 для подачи в реактор жира или масла. Реактор 1 в нижней части снабжен штуцером 6, представляющим собой форсунку, через внутреннюю центральную часть которой подается под давлением раствор катализатора (кислоты или щелочи), а через внешнее сопло подается спирт (метанол или этанол). Форсунка расположена на высоте примерно 1/3 от днища реактора 1, что позволяет вводить раствор катализатора в среднюю и верхнюю зоны объема реактора, где образующийся в ходе реакции вязкий глицерин не скапливается. Штуцер 6 снабжен запорными вентилями 7 и 8. Для контроля степени превращения жира в эфиры в верхней части через крышку реактора. 1 установлен пробоотборник 9. Процесс переэтерификации осуществляют непрерывно при работающей мешалке 10. Для отделения полученного продукта этерификации жира в верхней части реактора 1 установлен штуцер 11. В центре нижней части реактора 1 выполнено выходное отверстие 12 для удаления глицерина или полной разгрузки реактора 1.A device for transesterifying fats with alcohols contains a reactor 1 for mixing fat, a catalyst solution and alcohol. The reactor 1 is equipped around the perimeter with a heat exchange jacket 2, in which the coolant (water) circulates. The heat exchange jacket 2 is equipped with fittings 3 and 4 for supplying and withdrawing water, respectively. The reactor 1 in the upper part is equipped with a fitting 5 for supplying fat or oil to the reactor. The reactor 1 in the lower part is equipped with a nozzle 6, which is a nozzle, through which the catalyst solution (acid or alkali) is supplied under pressure through the inner central part, and alcohol (methanol or ethanol) is supplied through the external nozzle. The nozzle is located at a height of about 1/3 of the bottom of the reactor 1, which allows you to enter the catalyst solution into the middle and upper zones of the reactor volume, where the viscous glycerin formed during the reaction does not accumulate. The fitting 6 is equipped with shut-off valves 7 and 8. To control the degree of conversion of fat into ethers in the upper part through the reactor cover. A sampler is installed 1. A transesterification process is carried out continuously with a stirrer 10. To separate the resulting fat esterification product, a nozzle 11 is installed in the upper part of the reactor 1. An outlet 12 is made in the center of the lower part of the reactor 1 to remove glycerol or completely unload the reactor 1.

Устройство работает следующим образом. В реактор 1, обогреваемый водой до температуры 60-70°С под небольшим давлением воздуха, равным 0,2-0,5 атм, через верхний штуцер 5 подают расплавленный жир или масло, а через нижний штуцер 6, выполненный в виде форсунки, подают раствор катализатора и спирт. Решение об использовании щелочного The device operates as follows. In the reactor 1, heated to a temperature of 60-70 ° C under a small air pressure of 0.2-0.5 atm, molten fat or oil is fed through the upper nozzle 5, and served through the lower nozzle 6, made in the form of a nozzle catalyst solution and alcohol. The decision to use alkaline

или кислотного катализатора (гидроксида калия или серной кислоты) принимается в зависимости от кислотного числа используемого жира (при кислотном числе, равном более 10 мг КОН на 1 г жира применяют кислоту). Через каждые 10-15 мин с помощью пробоотборника 9 берут пробы реакционной жидкости и при помощи традиционного метода титрования определяют степень конверсии жира. При достижении заданной полноты конверсии жира закрывают нижний штуцер 6 и, продолжая перемешивание мешалкой 10, отбирают продукт через штуцер 11. После выполнения указанной процедуры через нижний штуцер 12 сливают из реактора 1 образовавшийся глицерин с остатками реакционной смеси и передают его на разделение отстаиванием. Реактор вновь загружают жировым сырьем, спиртом, раствором катализатора и повторяют процесс.or an acid catalyst (potassium hydroxide or sulfuric acid) is taken depending on the acid number of the fat used (with an acid number equal to more than 10 mg KOH per 1 g of fat, acid is used). Every 10-15 minutes, using a sampler 9, samples of the reaction liquid are taken and the degree of fat conversion is determined using the traditional titration method. Upon reaching the specified completeness of fat conversion, the lower nozzle 6 is closed and, while stirring with a stirrer 10, the product is taken through the nozzle 11. After this procedure is performed, the formed glycerin with the remaining reaction mixture is poured from the reactor 1 through the lower nozzle 12 and transferred to the separation by settling. The reactor is again loaded with fatty raw materials, alcohol, a catalyst solution and the process is repeated.

Предлагаемое устройство позволяет проводить алкоголиз жиров до практически полной конверсии и использовать общую систему для переэтерификации жирового сырья практически непрерывно. Высокая эффективность и производительность устройства достигается особым способом смешения исходных веществ в реакторе, а именно, постоянным впрыскиванием микрокапель катализатора через форсунку в струю спирта и сразу же в этерифицируемую массу жира. В этом случае создается высокая концентрация реагентов в узкой зоне объема реактора и обеспечивается максимальная скорость реакции этерификации в условиях отвода побочных продуктов из зоны реакции и последующего их накопления в нижней части реактора.The proposed device allows the alcoholysis of fats to almost complete conversion and use the general system for transesterification of fatty raw materials almost continuously. High efficiency and productivity of the device is achieved in a special way of mixing the starting materials in the reactor, namely, by constant injection of the droplets of the catalyst through the nozzle into the stream of alcohol and immediately into the esterified mass of fat. In this case, a high concentration of reagents is created in a narrow zone of the reactor volume and the maximum esterification reaction rate is ensured under conditions of removal of by-products from the reaction zone and their subsequent accumulation in the lower part of the reactor.

Claims (1)

Устройство для переэтерификации жиров спиртами, включающее реактор для раствора жира, спирта и катализатора с механическим перемешиванием, отличающееся тем, что реактор снабжен верхним штуцером для подачи жира и нижним штуцером, выполненным в виде форсунки, для подачи в реактор катализатора и спирта под давлением, а также пробоотборником для контроля процесса и отбора целевого продукта.
Figure 00000001
A device for transesterifying fats with alcohols, including a reactor for a solution of fat, alcohol and a catalyst with mechanical stirring, characterized in that the reactor is equipped with an upper fitting for supplying fat and a lower fitting made in the form of a nozzle for supplying a catalyst and alcohol under pressure to the reactor, and also a sampler for process control and selection of the target product.
Figure 00000001
RU2008144826/22U 2008-11-14 2008-11-14 DEVICE FOR TRANSESTERIFICATION OF FATS WITH ALCOHOLS RU83773U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144826/22U RU83773U1 (en) 2008-11-14 2008-11-14 DEVICE FOR TRANSESTERIFICATION OF FATS WITH ALCOHOLS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144826/22U RU83773U1 (en) 2008-11-14 2008-11-14 DEVICE FOR TRANSESTERIFICATION OF FATS WITH ALCOHOLS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU83773U1 true RU83773U1 (en) 2009-06-20

Family

ID=41026238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008144826/22U RU83773U1 (en) 2008-11-14 2008-11-14 DEVICE FOR TRANSESTERIFICATION OF FATS WITH ALCOHOLS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU83773U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1444191B1 (en) Improvements in or relating to a method for transesterifying vegetable oils
Darnoko et al. Continuous production of palm methyl esters
US8378132B2 (en) Process for producing methyl esters
JP4418432B2 (en) Production method of biodiesel oil
US20030032826A1 (en) Transesterification process for production of biodiesel
US7553982B1 (en) Bio-fuel and process for making bio-fuel
US20210205774A1 (en) Reactor system
WO2007088702A1 (en) Process for production of fatty acid alkyl ester and production apparatus for fatty acid alkyl ester
EP0249463A2 (en) Bio-fuel production
CN1441837A (en) Transesterification process
TW201030139A (en) Method and apparatus for preparing fatty acid alkyl ester
US7622600B1 (en) System and method for the continuous production of bio-diesel
US8647396B2 (en) Process and plant for producing biodiesel
CN103497171A (en) Device and method for extracting V<E> (vitamin E) in enhanced manner by means of ultrasonically pre-treating deodorized and distilled products of plant oil
CN1824734A (en) Method of synthesizing biodiesel oil using fixed bed gaseous phase esterification reaction
RU83773U1 (en) DEVICE FOR TRANSESTERIFICATION OF FATS WITH ALCOHOLS
RU2533419C1 (en) Method of biodiesel production
CN101016466A (en) Method of preparing biological diesel oil from plant bitumen
CN101787332A (en) Method for preparing fatty acid mixed ester
CN100582208C (en) Application of gasified methanol pre-esterifying process in producing biodiesel oil
RU2366646C2 (en) Method for preparing fatty acid esters
RU2676485C1 (en) Method of obtaining biodiesel fuel in medium of supercritical dimethyl carbonate
WO2008071041A1 (en) A procss for preparing biodiesel
Awang et al. Large scale production of octyl-9, 10-dihydroxystearate by immobilized lipase
US20150191409A1 (en) Process

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20091115