WO2009068640A1 - Biologischer brennstoff und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Biologischer brennstoff und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

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WO2009068640A1
WO2009068640A1 PCT/EP2008/066405 EP2008066405W WO2009068640A1 WO 2009068640 A1 WO2009068640 A1 WO 2009068640A1 EP 2008066405 W EP2008066405 W EP 2008066405W WO 2009068640 A1 WO2009068640 A1 WO 2009068640A1
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biological fuel
palm oil
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ffa
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PCT/EP2008/066405
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Inventor
Henry Klug
Original Assignee
Wulfenia Beteiligungs Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only

Definitions

  • the present invention relates to a biological fuel and method for its production.
  • Vegetable oils have found increased use in recent years as fuels and heating fuels, for example for the operation of combined heat and power plants.
  • the most common oils for this purpose are palm oil, rapeseed oil and soybean oil.
  • soybean oil and palm oil are at the top.
  • Palm oil is the oil that is extracted from the pulp of the oil palm. Palm kernel oil is extracted separately from the palm kernel. Main production sites for palm oil are Malaysia and Indonesia.
  • Vegetable oils require refining before use.
  • the vegetable oil is divided into different fractions, which are suitable for different purposes.
  • Refining palm oil produces an inferior fraction known as "palm fatty acid distillate” (PFAD), which consists largely of free fatty acids.
  • PFAD palm fatty acid distillate
  • free fatty acids have a corrosive effect on machine parts.
  • Corresponding materials can therefore practically not be sensibly used as fuel.
  • DE 10 2006 019 763 A1 describes a process for reacting acid fats and oils with polyhydric alcohols.
  • the aim of this document is a substantially complete implementation, for example with the polyhydric alcohol glycerol, as this high calorific values are achieved.
  • the object of the present invention was therefore to provide a fuel which avoids the disadvantages of the prior art.
  • the object is achieved by a fuel obtainable by esterification of palm oil fatty acid-containing educts with glycerol, wherein the product is characterized by
  • a palm oil fatty acid-containing educt in particular PATH
  • glycerol is reacted with glycerol, whereby not a complete conversion to triglycerides is desired, but the aim is to obtain a mixture of mono-, di- and triglycerides.
  • the palm oil-containing product comes from the refining of palm oil.
  • the interfering ingredients are especially in the reaction product solids, therefore, it is preferred that the fuel of the invention contains less than 5 mg residue / kg fuel on a 0.8 micron filter.
  • Suitable starting materials are in particular fatty acid-containing products with a content of free fatty acids (FFA)> 85 wt .-%. FFA is determined according to DIN EN 14104 (2003).
  • the fuel according to the invention has a calorific value of at least 35,000 joules / g, preferably the calorific value is somewhat higher, preferably at least 36,000 joules / g.
  • the biological fuel according to the invention is prepared by esterifying the palm oil fatty acid-containing starting materials, in particular PATH, with glycerol during the esterification, during which a reaction control takes place and the reaction is stopped if the content of tri-, di- and monoglycerides is in the range claimed according to the invention.
  • Palmitic acid 47.6% by weight
  • Oleic acid 35.1% by weight
  • Linoleic acid 9.7% by weight of stearic acid: 4.3% by weight
  • Palmitoleic acid 0.5% by weight
  • Linolenic acid 0.4% by weight
  • the PATH was heated to 87 ° C and the glycerol added. The mixture was then heated to 230 0 C within 285 minutes, thereby formed at the temperature of 170 to 190 0 C, an intermediate plateau. The pressure was 200 mbar.
  • the mixture was pumped to a filtration unit using the heat of the mixture to preheat the next PFAD batch.
  • a filtration was carried out with the addition of different grain sizes of perlites.
  • Triglycerides about 55% by weight.
  • Monoglycerides about 15% by weight
  • Triglycerides about 50 wt .-%.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Biologischer Brennstoff erhältlich durch Veresterung von palmölfettsäurehaltigen Edukten mit Glycerin, wobei das Produkt gekennzeichnet ist durch einen Brennwert von mindestens 35.000 Joule/g, einen Gehalt an freien Fettsäuren (FFA) = 2 Gew.-% und eine Zusammensetzung von 5 bis 20 Gew.-% Monoglyceriden, 30 bis 40 Gew.-% Diglyceriden und 45 bis 60 Gew.-% Triglyceriden.

Description

Biologischer Brennstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen biologischen Brennstoff und Verfahren zu seiner Herstellung.
Pflanzliche Öle haben in den letzten Jahren als Kraft- und Heizstoffe vermehrt Einsatz gefunden, beispielsweise zum Betrieb von Blockheizkraftwerken. Die gängigsten Öle für diesen Zweck sind Palmöl, Rapsöl und Sojaöl. Im Hinblick auf die weltweite Produktion liegen Sojaöl und Palmöl an der Spitze.
Palmöl ist das Öl, das aus dem Fruchtfleisch der Ölpalme gewonnen wird. Aus dem Palmkern wird getrennt hiervon Palmkernöl gewonnen. Vorwiegende Herstellungsorte für Palmöle sind Malaysia und Indonesien.
Pflanzenöle bedürfen vor ihrem Einsatz eine Raffination. Hierbei wird das Pflanzenöl in verschiedene Fraktionen aufgeteilt, die für verschiedene Einsatzzwecke geeignet sind. Im Rahmen der Raffination von Palmöl entsteht eine minderwertige Fraktion, die als "palm fatty acid distillate" (PFAD) bezeichnet wird und zum Großteil aus freien Fettsäuren besteht. Solche freien Fettsäuren wirken korrosiv auf Maschinenteile. Entsprechende Materialien können daher praktisch nicht sinnvoll als Brennstoff verwertet werden.
Es ist schon versucht worden, durch Veresterung von Fettsäuren neutrale Fette zu erhalten.
DE 10 2006 019 763 Al beschreibt beispielsweise ein Verfahren um saure Fette und Öle mit mehrwertigen Alkoholen umzusetzen. Angestrebt wird in diesem Dokument eine im Wesentlichen vollständige Umsetzung, beispielsweise mit dem mehrwertigen Alkohol Glycerin, da hierdurch hohe Brennwerte erreicht werden.
Eine möglichst vollständige Bildung von Triglyceriden ist zwar unter Gesichtspunkten des Brennwertes vorteilhaft. Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, dass die so erhaltenen Produkte Probleme beim Einsatz als Brennstoff hervorrufen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, einen Brennstoff bereitzustellen, der die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Brennstoff erhältlich durch Veresterung von palmölfettsäurehaltigen Edukten mit Glycerin, wobei das Produkt gekennzeichnet ist durch
• einen Brennwert von mindestens 35.000 Joule/g, • einen Gehalt an freien Fettsäuren (FFA) < 2 Gew.-% und
• eine Zusammensetzung von
- 5 bis 20 Gew.-% Monoglyceriden,
- 30 bis 40 Gew.-% Diglyceriden und
- 45 bis 60 Gew.-% Triglyceriden.
Erfindungsgemäß wird also ein palmölfettsäurehaltiges Edukt, insbesondere PFAD, mit Glycerin umgesetzt, wobei nicht eine vollständige Umsetzung zu Triglyceriden angestrebt wird, sondern angestrebt wird, eine Mischung von Mono-, Di- und Triglyceriden zu erhalten.
Das palmölfetthaltige Produkt stammt aus der Raffination von Palmöl.
Überraschenderweise zeigt sich, dass die so erhaltenen Brennstoffe zwar geringfügig schlechtere Brennwerte haben, jedoch weniger aus der Reaktion entstehende Nebenprodukte enthalten, die sich störend auf den Einsatz als Brennstoff auswirken.
Die störenden Inhaltsstoffe sind insbesondere im Reaktionsprodukt befindliche Feststoffe, daher wird bevorzugt, dass der erfindungsgemäße Brennstoff weniger als 5 mg Rückstand / kg Brennstoff an einem 0,8 μm Filter enthält. Als Ausgangsstoffe eignen sich insbesondere fettsäurehaltige Produkte mit einem Gehalt an freien Fettsäuren (FFA) > 85 Gew.-%. FFA wird bestimmt nach DIN EN 14104 (2003).
Der erfindungsgemäße Brennstoff hat einen Brennwert von mindestens 35.000 Joule/g, bevorzugt liegt der Brennwert noch etwas höher, bevorzugt bei mindestens 36.000 Joule/g.
Der erfindungsgemäße biologische Brennstoff wird dadurch hergestellt, dass die palmölfettsäurehaltigen Edukte, insbesondere PFAD mit Glycerin verestert werden, wobei während der Veresterung eine Reaktionskontrolle stattfindet und die Reaktion abgebrochen wird, wenn der Gehalt an Tri-, Di- und Monoglyceriden im erfindungsgemäß beanspruchten Bereich liegt.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
12,36 t PFAD mit einem Säuregehalt von 89,3 Gew.-% wurden mit 2,64 t Glycerin (Gehalt 80,97%) umgesetzt. Die Zusammensetzungen der Fettsäuren im PFAD war wie folgt:
Palmitinsäure: 47,6 Gew.-%
Ölsäure: 35,1 Gew.-%
Linolsäure: 9,7 Gew.-% Stearinsäure: 4,3 Gew.-%
Myristinsäure: 1,2 Gew.-%
Palmitolsäure: 0,5 Gew.-%
Linolensäure: 0,4 Gew.-%
Arachidonsäure: 0,3 Gew.-%
Weitere Säuren < je 0,1 Gew.-%. Das PFAD wurde auf 87°C erhitzt und das Glycerin zugegeben. Das Gemisch wurde dann innerhalb von 285 Minuten auf 2300C erhitzt, dabei bildete sich bei der Temperatur von 170 bis 1900C ein Zwischenplateau. Der Druck betrug 200 mbar.
Während der Reaktion wurde kontinuierlich der FFA-Gehalt bestimmt. Die Reaktion wurde nach 390 Minuten bei einem FFA-Gehalt von 1,5% abgebrochen.
Das Gemisch wurde in eine Filtrationsanlage umgepumpt, wobei die Wärme des Gemisches zur Vorwärmung des nächsten PFAD-Batches verwendet wurde. Bei einer Temperatur von etwa 1300C erfolgte eine Filtration unter Zusatz von verschiedenen Korngrößen an Perliten.
Das erhaltene Produkt hatte die folgende Spezifikation :
Brennwert: 35509 J/g
FFA: 1,2% Monoglyceride: ca. 10 Gew.-%
Diglyceride: ca. 35 Gew.-%
Trigylceride: ca. 55 Gew.-%.
Beispiel 2
12,53 t PFAD mit einem Säuregehalt von 90% und der gleichen prozentualen Zusammensetzungen an enthaltenen Säuren wie im Beispiel 1 wurden mit
2,47 t Glycerin (Gehalt 84,01 Gew.-%) umgesetzt. Zur Entfernung kurzkettiger Fettsäuren wurde zusätzlich 100 kg Wasser zugesetzt. PFAD wurde auf 92°C erwärmt und über einen Zeitraum von 330 Minuten auf 2300C erhitzt. Es bildete sich wiederum ein Plateau bei einer Temperatur im Bereich von 180 bis 1900C; der Druck betrag ca. 200 mbar. Der FFA-Gehalt wurde kontinuierlich überwacht. Bei einem FFA-Gehalt von 1,5% nach 420 Minuten wurde die Reaktion abgebrochen.
Es erfolgte eine Abkühlung und Filtration wie im Beispiel 1. Das erhaltene Produkt hatte folgende Spezifikation :
Brennwert: 25110 J/g
FFA: 1,5%
Monoglyceride: ca. 15 Gew.-%
Diglyceride: ca. 35 Gew.-%
Trigylceride: ca. 50 Gew.-%.

Claims

Patentansprüche
1. Biologischer Brennstoff erhältlich durch Veresterung von palmölfettsäurehaltigen Edukten mit Glycerin, wobei das Produkt gekennzeichnet ist durch • einen Brennwert von mindestens 35.000 Joule/g,
• einen Gehalt an freien Fettsäuren (FFA) < 2 Gew.-% und
• eine Zusammensetzung von
- 5 bis 20 Gew.-% Monoglyceriden,
- 30 bis 40 Gew.-% Diglyceriden und - 45 bis 60 Gew.-% Triglyceriden.
2. Biologischer Brennstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filterrückstand an einem 0,8 μm Filter < 5 mg/kg.
3. Biologischer Brennstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das palmölfettsäurehaltige Edukt einen Gehalt an freien Fettsäuren (FFA) > 85 Gew.-% aufweist.
4. Biologischer Brennstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennwert mindestens 36.000 Joule/g beträgt.
5. Verfahren zur Herstellung eines biologischen Brennstoffs nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass palmölfettsäurehaltige Edukte mit Glycerin verestert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die palmölfettsäurehaltige Edukte einen Gehalt an freien Fettsäuren (FFA) > 85 Gew.-% aufweisen.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005002700A1 (de) * 2005-01-19 2006-07-27 Cognis Deutschland Gmbh & Co. Kg Zusammensetzungen verwendbar als Biotreibstoff
WO2006086936A1 (de) * 2005-02-17 2006-08-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Flüssige bio-brennstoffmischung sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung derselben
US20060288636A1 (en) * 2003-08-18 2006-12-28 Wataru Iijima Process for non-catalytically producing biodiesel fuel without yielding by-product

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060288636A1 (en) * 2003-08-18 2006-12-28 Wataru Iijima Process for non-catalytically producing biodiesel fuel without yielding by-product
DE102005002700A1 (de) * 2005-01-19 2006-07-27 Cognis Deutschland Gmbh & Co. Kg Zusammensetzungen verwendbar als Biotreibstoff
WO2006086936A1 (de) * 2005-02-17 2006-08-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Flüssige bio-brennstoffmischung sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung derselben

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NANDI S ET AL: "Production of medium chain glycerides from coconut and palm kernel fatty acid distillates by lipase-catalyzed reactions", ENZYME AND MICROBIAL TECHNOLOGY, STONEHAM, MA, US, vol. 36, no. 5-6, 1 April 2005 (2005-04-01), pages 725 - 728, XP004764287, ISSN: 0141-0229 *

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