Способ получения дизельного топлива из растительных масел и установка для его осуществления

Изобретение относится к производству автомобильных топлив из возобновляемого сырья и направлено на получение качественного биодизельного топлива, не уступающего по техническим показателям нефтяному дизельному топливу. Способ получения биодизельного топлива из растительных масел включает смешение растительного масла с водородсодержащим газом, нагрев полученной смеси в трубчатой печи до 250-350°С, подачу нагретой смеси в реактор гидрокрекинга, в котором поддерживается давление 2-5 МПа, а в нижний слой катализатора подается холодный водород, отделение в сепараторе высокого давления водородсодержащего газа, часть которого отводится из установки, а остальной циркуляционным компрессором подается на смешение с растительным маслом, жидкость из сепаратора дросселируется в трехфазный разделитель, откуда отводится углеводородный газ, а жидкость разделяется на воду и жидкую углеводородную фракцию, из которой в ректификационной колонне выделяется дизельная и бензиновая фракции, а также тяжелый остаток. Техническим результатом является получение биодизельного топлива, которое является малосернистым и его биоразлагаемость значительно выше нефтяного дизельного топлива, а в процессе его использования содержание NOx в выбросах в атмосферу значительно ниже. 1 ил.

 

Изобретение относится к производству (получению) автомобильных топлив из возобновляемого сырья.

Запасы ископаемых топлив ограничены, а использование их оказывает сильное воздействие на окружающую среду. Поэтому сейчас большое внимание уделяется возобновляемым источникам для получения моторных топлив и химических продуктов из растительных масел и жиров, которые приводят к экономии нефти и нефтепродуктов, не уступая по техническим и экологическим показателям лучшим сортам нефтяного дизельного топлива. В коммерческих объемах используется биодизельное топливо, и мировое производство его превышает 2 млн тонн. В Канаде, Европе (в том числе в Украине) и многих других регионах используется в основном масло, получаемое из семян рапса. Рапсовое масло используется как самостоятельное топливо для дизельных двигателей, но чаще - в смеси с нефтяным дизельным топливом с содержанием его в смеси от 5 до 40% [1-3].

Более широко растительные масла используются для производства более качественного топлива путем каталитической трансэтерификации их с этиловыми и метиловыми спиртами. Но и это топливо, состоящее в основном из эфиров, по ряду показателей уступает нефтяному дизельному топливу [3-6].

Ближайшим аналогом (прототипом) является способ получения жидкого биотоплива [7] путем смешения и гидродинамической обработки смеси углеводородного дизельного топлива и рапсового масла. Однако полученное по этому способу топливо несколько уступает по качеству чисто нефтяному дизельному топливу.

Целью настоящего изобретения является получение (производство) биодизельного топлива, обеспечивающего технические показатели, соответствующие лучшим сортам нефтяного дизельного топлива. Указанная цель достигается путем гидрокрекинга растительных масел. Гидрируются все соединения, содержащие кислород, азот и серу, а образовавшиеся углеводороды крекируются с получением более низкомолекулярных соединений. Глицериды, содержащиеся в растительных маслах практически полностью гидрируются:

с образованием предельных углеводородов и воды. Гидрируются также кислоты, жиры и протеины, крекируются и гидрируются образовавшиеся углеводороды:

Процесс гидрокрекинга растительных масел следует проводить на бифункциональных катализаторах, обеспечивающих гидрирование и крекинг компонентов сырья. Для обеспечения высокой гидрирующей активности и умеренной крекирующей активности можно применять алюмоникелевые и алюмомолибденовые катализаторы, в которых оксиды Мо и Ni нанесены на алюмосиликаты или оксид алюминия, обладающие умеренной крекирующей активностью.

По предлагаемому способу процесс гидрокрекинга осуществляют при температуре 250-350°С и давлении 2-5 МПа.

При гидрокрекинге масел крекируются в основном глицериды с образованием большого количества воды. Например, при полном гидрокрекинге 1000 кг рапсового масла образуется 170 кг воды. Поэтому отличительной особенностью технологии является введение в схему трехфазного разделителя.

Схема установки для осуществления процесса получения дизельного топлива из растительных масел приведена на чертеже. Установка содержит трубчатую печь 1, реактор гидрокрекинга 2, сепаратор высокого давления 3, трехфазный разделитель 4, циркуляционный компрессор 5, ректификационную колонну 6.

Растительные масла (сырье) смешиваются с циркулирующим водородсодержащим газом (ВСГ) и смесь после нагрева в трубчатой печи 1 до 250-350°С подается в реактор гидрокрекинга 2. Процесс ведется под давлением 2-5 МПа. Для регулирования температуры в нижний слой катализатора подается холодный водород. В сепараторе высокого давления 3 отделяется ВСГ, часть его отводится из установки, а остальной - циркуляционным компрессором 5 подается на смешение с сырьем. Степень циркуляции - 500-800 м33 сырья. В установках небольшой мощности можно использовать ротационные или поршневые компрессоры.

Из сепаратора 3 жидкость дросселируется в трехфазный разделитель 4, из которого отводится углеводородный газ, а жидкость разделяется на углеводородную фракцию и воду. В ректификационной колонне 6 из углеводородной фракции выделяется дизельная и бензиновая фракции, а также тяжелый остаток.

При использовании алюмоникелевого катализатора получается следующий выход продуктов, мас.%:

углеводородный газ2,5-3,5
бензиновая фракция6,5-10
дизельное топливо63-67
тяжелый остаток3,5-6
вода16-18

В связи с тем, что растительные масла содержат очень малое количество серы и азота, в установке отсутствует секция очистки углеводородного газа (ВСГ), а сдувку ВСГ можно использовать как топливо, что существенно упрощает технологическую схему.

Гидрокрекинг, предназначенный для превращения растительных масел в высокоцетановое малосернистое дизельное топливо, способен перерабатывать широкий ассортимент сырья, включая сырье с высоким содержанием жирных кислот. Ожидаемый выход биодизельного топлива - 62-70% при цетановом числе (90-100), содержание серы - меньше 10 млн-1. Биоразлагаемость в почве биодизельного топлива высокая и равна 95% после 28 суток, тогда как у нефтяного топлива - 40% за тот же период времени. Одно из преимуществ биодизельного топлива, полученного по этой технологии, - снижение выбросов NOx при его использовании.

Однако гидрокрекинг требует большого количества водорода. Поэтому процесс в значительных объемах может быть организован на НПЗ или химических предприятиях, где имеется процесс производства водорода.

Положительным эффектом изобретения является использование высококачественного биодизельного топлива, которое продлевает ресурс работы двигателя и снижает выбросы вредных веществ в атмосферу, а также экономит невозобновляемые топливные ресурсы.

СПИСОК ССЫЛОК

1. Митусова Т.Н., Калинина М.В., Данилов A.M. Биодизельные топлива // Нефтепереработка и нефтехимия. 2004. №2. С.16-20.

2. Ковтун Г.А. Бiодизельное паливо // Вiсник НАН Украïни. 2005. №11. - с.51-56.

3. Железна Т. Бiодизельне паливо // Зелена енергетика. - 2003. - №3. с.9-11.

4. Пат. Украïни №14022, МПК (2006) C10L 1/00, Бюл. №4, 2006.

5. Патент Украины №74986, МПК (2006) C10L 1/02, Бюл. №2, 2006.

6. Каминский Е.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты. - М.: Техника, 2001. - 384 с.

7. Патент Украины №74986, МПК (2006.01) C10L 1/02, 2006, Бюл. №2, 2006 г.

1. Способ получения биодизельного топлива из растительных масел, включающий смешение растительного масла с водородсодержащим газом, нагрев полученной смеси в трубчатой печи до 250-350°С, подачу нагретой смеси в реактор гидрокрекинга, в котором поддерживается давление 2-5 МПа, а в нижний слой катализатора подается холодный водород, отделение в сепараторе высокого давления водородсодержащего газа, часть которого отводится из установки, а остальной циркуляционным компрессором подается на смешение с растительным маслом, жидкость из сепаратора дросселируется в трехфазный разделитель, откуда отводится углеводородный газ, а жидкость разделяется на воду и жидкую углеводородную фракцию, из которой в ректификационной колонне выделяется дизельная и бензиновая фракции, а также тяжелый остаток.

2. Установка для получения биодизельного топлива из растительных масел по п.1, состоящая из трубчатой печи, реактора гидрокрекинга, сепаратора высокого давления, циркуляционного компрессора, ректификационной колонны, при этом реактор гидрокрекинга снабжен двумя слоями катализатора, а для разделения жидкости на углеводородный газ жидкую углеводородную фракцию и воду использован трехфазный разделитель.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области топливно-энергетического комплекса, а именно к топливным композициям, содержащим смеси топлив. .
Изобретение относится к топливной композиции для использования в реактивных, газотурбинных, ракетных или дизельных двигателях, содержащей, в определенных количествах: (а) сильно разветвленное алкилароматическое или алициклическое соединение, содержащее алкильный фрагмент, имеющий от 6 до 25 атомов углерода и в среднем от примерно 1,0 до примерно 5 ветви на фрагмент, и ароматический фрагмент, выбранный из группы, содержащей бензол, толуол, ксилол, циклогексан, полученный из ароматического фрагмента, и их смеси, где алкильный фрагмент алкилароматического соединения или алкилциклогексана имеет отношение нечетвертичных атомов углеродов к четвертичным атомам углеродов от 10:1 до 5:1; (b) присадки к топливу и, необязательно, (с) обычные реактивные, газотурбинные, ракетные или дизельные топливные смеси, предпочтительно смеси из очищенной нефти с низким содержанием серы или смеси Фишера-Тропша.
Изобретение относится к углеводородному составу, обладающему повышенными смазывающими свойствами, который можно применять в качестве топлива, особенно для двигателей дизельного типа, которое обладает неожиданными повышенными смазывающими свойствами в сравнении с отдельными исходными компонентами и при этом сохраняет высокое цетановое число и пониженное содержание присутствующих ароматических соединений.

Изобретение относится к способу превращения смеси углеводородной загрузки, содержащей линейные и разветвленные олефины, включающие от 4 до 15 атомов углерода, причем вышеупомянутый способ содержит следующие стадии: а) селективное образование простых эфиров большинства разветвленных олефинов, присутствующих в вышеупомянутой загрузке, b) обработка линейных олефинов, содержащихся в вышеупомянутой загрузке, в условиях умеренной олигомеризации, с) разделение эфлюента, полученного на стадии b), по меньшей мере на две фракции: фракцию , содержащую углеводороды, конечная температура кипения которых меньше температуры, находящейся в интервале от 150 до 200°С, фракцию , содержащую по меньшей мере часть углеводородов, начальная температура кипения которых больше температуры, находящейся в интервале от 150 до 200°С, d) обработка углеводородной фракции, содержащей простые эфиры, образовавшиеся на стадии а), в условиях по меньшей мере частичного крекинга простых эфиров, при этом вышеупомянутая обработка сопровождается разделением на бензиновую фракцию с улучшенным октановым числом и на фракцию, содержащую исходный спирт, е) гидрирование фракции в условиях получения газойля с высоким цетановым числом и удаление по меньшей мере части азотсодержащих или основных примесей, содержащихся в исходной углеводородной загрузке.
Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно, к составу топлива нефтяного легкого, предназначенного для использования в среднеоборотных дизельных двигателях судовых энергетических установок.
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к присадкам к топливу с низким содержанием серы - менее 500 млн -1 для дизельных двигателей. .
Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к эталонным топливам для определения цетанового числа дизельного топлива. .
Изобретение относится к способу утилизации отработанного моторного масла и может быть использовано в областях, где используются дизельные четырехтактные двигатели.

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу получения маловязкого судового топлива, предназначенного для использования в судовых или котельных установках.

Изобретение относится к способам получения топлива для судовых двигателей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. .
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к присадкам, улучшающим смазочные свойства малосернистых дизельных топлив
Изобретение относится к биотехнологии
Изобретение относится к биотехнологии

Изобретение относится к составу топлива, используемого для двигателей с воспламенением от сжатия, и более конкретно к составам топлива, которые являются превосходными как по расходу топлива, так и по свойствам защиты окружающей среды
Изобретение относится к композициям дизельного топлива, к их получению и применению

Изобретение относится к химической технологии и касается способа получения дизельного топлива из отработанного моторного масла
Наверх