Способ очистки биотопливных композиций на основе рапсового масла

Изобретение относится к способу очистки биотопливных композиций на основе рапсового масла, включающему нейтрализацию жирных кислот рапсового масла, отделение выпавшего осадка, смешивание 70% нейтрализованного рапсового масла с 30% минерального дизельного топлива, или 75% нейтрализованного рапсового масла с 25% керосина марки ТС-1 с последующей винтеризацией, характеризующемуся тем, что стадии очистки от механических примесей и восков проводятся после смешивания компонентов смеси, винтеризация проводится при температуре +10°С, а эффективность фильтрации достигается за счет снижения вязкости при добавлении минерального дизельного топлива. Технический результат: максимальное извлечение восков и воскоподобных веществ из рапсового масла при повышении низкотемпературных свойств биотопливных композиций. 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к способам очистки растительного масла при производстве биотопливных композиций, которое могут использоваться в качестве альтернативного моторного топлива для дизелей сельскохозяйственных тракторов.

Биотопливные композиции на основе рапсового масла относятся к экологически чистым видам топлива для дизельных двигателей, получаемым из возобновляемого сырья в частности, рапсового масла, и предназначены для замещения минерального дизельного топлива.

Качество биотопливных композиций зависит от физико-химических показателей входящих компонентов. Для получения конечного продукта с заранее установленными свойствами, в данном случае должны учитываться эксплуатационные требования, предъявляемы к моторных топливам для дизельных двигателей.

Физико-химические показатели рапсового масла зависят от изначальных свойств сырья, способов производства и соблюдения всех технологических требований. Для сельскохозяйственного производства более подходящий способ извлечения масла из семян рапса, это прессовый способ прямым однократным отжимом или с применением форпрессования. После отжима растительные масла должны подвергаться очистке от сопутствующих веществ, всегда присутствующих в масле и переходящих из семян на стадии извлечения масла, а также под воздействием внешних факторов на стадиях извлечения, очистки и хранения.

Причиной высоких температур фильтруемости и застывания смесевого топлива является присутствие в рапсовом масле восков и воскоподобных веществ, которые находятся в оболочке и растворяются на стадиях переработки семян рапса. Наличие восков вызывает трудности при переработке, хранении и использовании биотопливной композиции на основе рапсового масла в автотракторных дизелях.

В данном случае, сырое рапсовое масло, как основа моторного топлива для дизелей, должно иметь вязкость, близкую к минеральному дизельному топливу, кислотное число не более 0,5 мг КОН/г, коэффициент фильтруемости не более 3 единиц и содержать как можно меньше восковых веществ для соответствия низкотемпературным свойствам. Главным образом, для приближения физико-химических показателей биотопливных композиций к физико-химическим показателям минерального дизельного топлива, из сырого прессового рапсового масла необходимо максимально извлечь свободные жирные кислоты и восковые вещества.

При переработке маслосемян рапса воскоподобные вещества извлекаются вместе с маслом, в котором они хорошо растворимы при температурах его получения. Снижение восковых веществ в растительном масле достигается обрушиванием семян перед извлечением масла, однако учитывая, что рапс относится к мелкосеменным растениям, эту стадию применить в данной технологии практически невозможно. При температуре плавления 32…98°С воски образуют в растительном масле стойкую взвесь кристаллов, которая препятствует фильтруемости и ограничивает использование биотопливных композиций в качестве моторного топлива для дизелей при отрицательных температурах окружающего воздуха. Такие стадии рафинации растительных масел, как нейтрализация, гидратация, отбеливание, дезодорация, практически не способствуют извлечению восковых веществ.

На стадии производства нейтрализация максимально извлекает из масел свободные жирные кислоты. Очистку растительных масел от восков производят вымораживанием (винтеризацией).

Известны способы получения биотоплива (биодизеля) из растительных масел для использования в автотракторных дизелях (Аблаев А.Р. Производство и применение биодизеля: справочное пособие / Р.А. Аблаев и др. - М.: АПК и НПРО, 2006. - 31 с.), в которых для очистки растительных масел от сопутствующих веществ используют метанол. В результате реакции переэтерификации получают метиловые эфиры растительных масел и глицерин, требующий последующей доработки. В качестве моторного топлива для автотракторных дизелей используются метиловые эфиры растительных масел и их смеси с минеральным дизельных топливом в различных соотношениях.

Предложенные технологии позволяют улучшить экологичность автотракторных дизелей за счет использования биодизельного топлива, а именно - значительно снизить дымность отработавших газов по сравнению с минеральным дизельным топливом.

Недостатком производства биодизельного топлива по указанным технологиям является сложность производственных процессов, опасность производства (использования метанола), необходимость удаления катализатора и продуктов омыления после реакции, применение дорогостоящего технологического оборудования, высокая себестоимость конечного продукта и сложность организации производства в условиях сельскохозяйственных предприятий.

Также известен способ получения биодизельного топлива (патент РФ №2440416), включающий подготовку растительного масла с нагревом до 80°С, проведение щелочного этанолиза при помощи гидроокиси калия в этаноле молярной концентрации 2 моль/дм3 с получением эфирно-глицериновой смеси, которую сепарируют с образованием двух фракций - глицерина и смеси эфиров, смесь эфиров (биодизельное топливо) подвергают фильтрованию, сорбционной очистке и обезвоживанию. В данном способе подготовку растительного масла осуществляют так, что перед нагревом растительное масло смешивают с 1%-ным водным раствором энзимопробиотического препарата серии «Экофрэнд» и выдерживают полученную смесь в течение 24 ч при температуре 23-27°С, затем по истечении 24 ч выдерживания смесь растительного масла с этим препаратом нагревают до вышеуказанной температуры нагрева.

Техническим результатом описанного изобретения является увеличение количества получаемого биодизельного топлива. В данном способе исключается использование метанола.

Недостатком данного способа является необходимость выдержки компонентов смеси в течении 24 ч, а также использование дополнительных стадий - сепарирование, сорбционную очистку и обезвоживание, что усложняет технологию, кроме того, сорбционная очистка требует применение дополнительных расходных материалов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению способом, является способ производства биотоплива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей (патент РФ №2393209, прототип), представляющий сбой нейтрализацию жирных кислот рапсового масла 20%-ным раствором едкого калия, который добавляют в количестве 0,25% от объема масла. Очищенное рапсовое масло смешивают с дизельным топливом в соотношении 2,5:1 соответственно.

Изобретение позволяет снизить себестоимость и экологическую опасность производства при сохранении качества биотоплива.

Недостатком прототипа является невозможность очистки рапсового масла от восковых веществ. Смесевое топливо на основе нейтрализованного рапсового масла, полученное по известному способу можно использовать только при положительных температурах окружающего воздуха.

Техническим результатом заявляемого изобретения является извлечение восковых веществ из биотопливных композиций на основе нейтрализованного рапсового масла, что позволит улучшить низкотемпературные характеристики данного топлива.

В отличие от прототипа, в заявленном способе, технический результат достигается за счет предварительного смешивания 70% нейтрализованного рапсового масла с 30% минерального дизельного топлива и проведения процесса винтеризации при температуре +10°С с последующей фильтрацией, что позволяет максимально извлечь восковые вещества. Эффективность фильтрации биотопливных композиций в данном способе достигается за счет снижения вязкости при добавлении в нейтрализованное масло минерального дизельного топлива.

Пример.

Для улучшения эксплуатационных свойств биотопливных композиций прессовое масло предлагается подвергать нейтрализации, (по технологии прототипа), после чего смешивать с минеральным дизельным топливом или керосином марки ТС-1 в соотношении 30% дизельного топлива и 70% нейтрализованного рапсового масла, или 25% ТС-1 и 75% нейтрализованного рапсового масла, а затем, полученные биотопливные композиции, очищать от восков винтерзацией (фиг. 1), перед использованием в качестве топлива для дизелей биотопливные композиции необходимо подогревать до 60-70°С.

В лабораторных условиях проведена оценка низкотемпературных свойств и коэффициента фильтруемости рапсового масла и биотопливных композиций на его основе. Лабораторные исследования проводились согласно стандартам: ГОСТ 20287-91 (Нефтепродукты. Методы определения температур текучести и застывания); ГОСТ 5066-91 (Топлива моторные. Методы определения температуры помутнения, начала кристаллизации и кристаллизации); ГОСТ 22254-92 (Топливо дизельное. Метод определения предельной температуры фильтруемости); ГОСТ 19006 (Топливо дизельное. Метод определения коэффициента фильтруемости).

В качестве композиций использовались: минеральное дизельное топливо марки Л.01-40; сырое рапсовое масло (сорт семян «Надежный-92»), полученное холодным прессованием в ПК «Налобинский» Рыбинского района Красноярского края; нейтрализованное рапсовое масло, очищенное по известной технологии (прототип); смесевые топлива в соотношениях:

100% нейтрализованного рапсового масла (1 вариант);

30% дизельного топлива и 70% нейтрализованного рапсового масла вымороженного (2 вариант);

25% ТС-1 и 75% нейтрализованного рапсового масла вымороженного (3 вариант).

Результаты лабораторных исследований образцов биотопливных композиций на его основе рапсового масла представлены в таблице 1.

Вымораживание проводилось при медленном перемешивании (3-5 мин-1) лопастной мешалкой с постепенным охлаждением нейтрализованного масла с +25 до + 10°С. Весовое количество восковых веществ определялось взвешиванием по окончании визуального образования крупных кристаллов. Количественные данные эксперимента представлены в таблице 2.

В результате лабораторных исследований установлено, что биотопливные композиции на основе нейтрализованного рапсового масла, винтеризированные в смеси (1 и 2 варианты) имеет температуру помутнения на порядок ниже, чем летнее дизельное топливо, что пропорционально сказывается на их предельной температуре фильтрации. Низкотемпературные свойства биотопливных композиций с применением винтеризации нейтрализованного рапсового масла совместно с минеральным дизельным топливом (или) керосином ТС-1, позволяют использовать его при температурах до минус 10°С.

Таким образом, предлагаемый способ очистки биотопливных композиций обладает элементами отличительной новизны и полезности.

Способ очистки биотопливных композиций на основе рапсового масла, включающий нейтрализацию жирных кислот рапсового масла, отделение выпавшего осадка, смешивание 70% нейтрализованного рапсового масла с 30% минерального дизельного топлива, или 75% нейтрализованного рапсового масла с 25% керосина марки ТС-1 с последующей винтеризацией, отличающийся тем, что стадии очистки от механических примесей и восков проводятся после смешивания компонентов смеси, винтеризация проводится при температуре +10°С, а эффективность фильтрации достигается за счет снижения вязкости при добавлении минерального дизельного топлива.



 

Похожие патенты:

Изобретение описывает способ управления процессом переработки масличных семян в биодизельное топливо, предусматривающий мойку исходных семян; очистку моечной воды в параллельно установленных и попеременно работающих фильтрах в режимах разделения и водной регенерации фильтрующих элементов; отвод отфильтрованной воды в сборник конденсата; сушку вымытых семян воздухом, подогретым в рекуперативном теплообменнике; очистку отработанного воздуха после сушки в циклоне; измельчение семян с последующей обжаркой перегретым паром атмосферного давления; механический отжим обжаренных семян в форпрессе; тонкую очистку полученного масла в вакуум-фильтре; вымораживание из очищенного масла восковых веществ в экспозиторе; подогрев масла; смешивание масла с раствором гидроксида калия в метаноле и проведение реакций переэтерификации в гидродинамическом смесителе и насосе-кавитаторе с разделением полученной смеси на глицерин и биодизельное топливо в разделительной центрифуге с использованием высокотемпературного теплового насоса, включающего компрессор, конденсатор, терморегулирующий вентиль и две секции испарителя, одну из которых используют для вымораживания из очищенного масла восковых веществ в экспозиторе, а другую для осушения очищенного от взвешенных частиц в циклоне воздуха, подготовку перегретого пара в конденсаторе теплового насоса с последующей подачей в обжарочный аппарат с образованием контуров рециркуляции по материальным и тепловым потокам, отличающийся тем, что используют двухступенчатый парокомпрессионный тепловой насос, включающий компрессоры первой и второй ступеней, испаритель первой ступени, конденсатор второй ступени, терморегулирующие вентили первой и второй ступеней и конденсатор-испаритель, который для первой ступени используют как конденсатор, а для второй ступени как испаритель; измеряют и контролируют расход исходных компонентов, температуру и влажность; реакцию переэтерификации в гидродинамическом смесителе при температуре 40-50°С в соотношении «масло-гидроксид калия в метаноле» 9:1 и в зависимости от расхода смеси масла с раствором гидроксида калия в метаноле после насоса-кавитатора устанавливают частоту вращения ротора разделительной центрифуги с выходом биодизельного топлива 95-110% от количества растительного масла после форпресса.

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров таллового масла, которые могут найти применение для получения жёстких пенополиуретанов. По первому варианту способ получения сложных эфиров таллового масла для получения жёстких пенополиуретанов, включает этерификацию таллового масла многоатомными спиртами путём нагревания при температуре 140–150°С в течение 3 часов в присутствии катализатора на основе сульфатированного оксида циркония на силикагеле, с размерами частиц 120-200 нм, в количестве 2,5-3,5% от количества таллового масла.

Изобретение относится к способу получения биодизельного топлива из илов и/или осадков очистных сооружений, включающему предварительную обработку сырья, экстракцию липидной фракции, переэтерификацию липидной фракции, разделение полученных фракций и осушение биодизеля.

Изобретение относится к способу получения триацилглицеролов из камедей, отделенных от маслосодержащих продуктов. .
Изобретение относится к способу получения биодизельного топлива с использованием процесса переэтерификации и может быть использовано в нефтехимической, топливной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам производства биотоплива. .

Изобретение относится к области переработки промышленных отходов. .

Изобретение относится к области переработки промышленных отходов, в частности пищевой промышленности. .

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров жирных кислот и/или смесей сложных эфиров жирных кислот низших одноатомных спиртов с 1-5 С-атомами путем взаимодействия глицеридов жирных кислот с низшими спиртами в присутствии основных катализаторов.

Изобретение раскрывает топливную композицию на основе дизельной фракции, с содержанием серы менее 10 мг/кг, выкипающей в пределах 180-360°C, характеризующуюся тем, что содержит в качестве промоторов воспламенения органические перекиси, выбранные из группы: ди-трет-бутилпероксид, 1,1-ди(третбутилперокси)циклогексан, дикумилпероксид, и противоизносную присадку на основе карбоновых кислот при следующем соотношении компонентов, мас.%: органическая перекись от 0,01 до 0,5, противоизносная присадка от 0,005 до 0,1, дизельная фракция - до 100.

Изобретение описывает композицию противоизносной присадки к топливу для дизельных двигателей с содержанием серы менее 10 ppm, содержащую олеиновую кислоту и антиокислительную присадку Агидол-1, в качестве олеиновой кислоты композиция содержит техническую олеиновую кислоту, представляющую собой смесь ненасыщенных жирных кислот с содержанием олеиновой кислоты 57,5-64,9 мас.%, линолевой кислоты 17,8-20,8 мас.%, линоленовой кислоты 1,2-8,2 мас.% и общим содержанием жирных кислот 97,4-98,3 мас.%, и дополнительно содержит гидроочищенный компонент топлива для дизельных двигателей при следующем соотношении компонентов, мас.%: олеиновая кислота техническая 70,0-80,0; Агидол-1 0,3-0,5; гидроочищенный компонент топлива для дизельных двигателей остальное.

Изобретение раскрывает топливо для применения в камере сгорания по меньшей мере одного из двигателя с непосредственным впрыском топлива, с компрессионным воспламенением или дизельного типа, причем данное топливо включает углеродсодержащие частицы, суспендированные в водном растворителе, причем топливо имеет вязкость, которая больше чем или равняется приблизительно 1000 мПа⋅с при 25°C для скоростей сдвига, которые составляют вплоть до 750/с и больше чем или равняется 4000 мПа⋅с при 25°C при скорости сдвига, составляющей 1/с и причем вязкость данного топлива, в основном, уменьшается при сдвиге.

Изобретение описывает способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы, включающий предварительный подогрев дизельного топлива и депрессорных присадок, ввод присадок в дизельное топливо перед его нагнетанием под действием центробежных сил в вихревой аппарат, а после его нагнетания под действием центробежных сил в вихревом аппарате дополнительное введение в смесь топлива с депрессорными присадками керосина, при этом в качестве вихревого аппарата используют пассивный гидродинамический диспергатор со значением числа Рейнольдса в рабочем режиме кавитации Re≥100000, вместо депрессорных присадок и керосина используют техническую воду, активированную в пассивном гидродинамическом диспергаторе, нагревают исходное дизельное топливо до температуры t=+(20÷40)°С и смешивают с активированной водой в пропорции от 99:1 до 90:10, полученную смесь дизельного топлива с активированной водой нагревают до температуры t=+(20÷40)°С и отстаивают в промежуточной емкости, причем осажденную воду возвращают в емкость технической воды для использования в следующем цикле обработки дизельного топлива, а смесь дизельного топлива с остаточной активированной водой подают в пассивный гидродинамический диспергатор для инициирования процесса выпадения в осадок содержащихся в дизельном топливе парафинов и соединений серы, отделяют последовательно обработанное дизельное топливо от выпавшего осадка в сепараторе и от высокодисперсного парафина в фильтре тонкой очистки.

Изобретение раскрывает способ уменьшения выброса дисперсных частиц из двигателя внутреннего сгорания, включающий стадии: получения базового топлива, характеризующегося уровнем содержания ароматических соединений, составляющим, по меньшей мере, приблизительно 10% (об.); добавления к базовому топливу определенного количества метилциклопентадиенилмарганецтрикарбонила, для получения рецептуры топлива, где рецептура топлива, содержащая метилциклопентадиенилмарганецтрикарбонил и базовое топливо, характеризуется уровнем содержания ароматических соединений, который является более низким, чем уровень содержания ароматических соединений в базовом топливе при отсутствии метилциклопентадиенилмарганецтрикарбонила; где (1) выбросы дисперсных частиц от сгорания рецептуры топлива согласно измерению при использовании числа частиц (ЧЧ) (как для твердых веществ, так и для летучих веществ) уменьшаются в сопоставлении с выбросами дисперсных частиц от сгорания базового топлива, и где (2) октановое число рецептуры топлива является по существу тем же самым или большим в сопоставлении с октановым числом базового топлива при отсутствии метилциклопентадиенилмарганецтрикарбонила.

Изобретение описывает топливо дизельное арктическое на основе среднедистиллятных нефтяных фракций, содержащее в качестве базового компонента изодепарафинизированную дизельную фракцию и противоизносную присадку, добавленную на базовый компонент, при этом в качестве базового компонента используют изодепарафинизированную дизельную фракцию, выкипающую в интервале 175-360°С, и топливо дополнительно содержит гидрокрекинговую керосиновую фракцию, выкипающую в пределах 140-240°С, и депрессорную присадку, при следующем соотношении компонентов, % масс.: изодепарафинизированная дизельная фракция, выкипающая в интервале 175-360°С - 90,000-98,000; гидрокрекинговая керосиновая фракция, выкипающая в пределах 140-240°С - 1,885-9,860; противоизносная присадка - 0,015-0,040; депрессорная присадка - 0,050-0,100.

Изобретение раскрывает способ получения котельного топлива, включающий вакуумную ректификацию прямогонного мазута с получением утяжеленного гудрона, металлизированной фракции вакуумной ректификации и фракции вакуумного газойля, с последующим висбрекингом утяжеленного гудрона с получением комбинированного продукта висбрекинга, при этом для получения котельного топлива смешивают гудрон утяжеленный, металлизированную фракцию вакуумной ректификации мазута, разбавитель - прямогонное дизельное топливо фракции 160-360°С, комбинированный продукт висбрекинга, характеризующийся тем, что в процессе вакуумной ректификации прямогонного мазута дополнительно выделяют фракцию ректификации прямогонного мазута с температурой кипения 360-390°С и используют ее в качестве дополнительного компонента разбавителя, в котельное топливо дополнительно вводят фракцию каталитического газойля с температурой кипения 190-550°С при следующем соотношении компонентов смешения в котельном топливе в мас.%: гудрон утяжеленный 0,7-12,0; металлизированная фракция вакуумной ректификации прямогонного мазута 0,5-8,0; фракция каталитического газойля с температурой кипения 190-550°С 0,1-3,0 разбавитель: фракция ректификации прямогонного мазута с температурой кипения 360-390°С 0,1-6,0 и прямогонное дизельное топливо фракции 160-360°С 0,1-1,8; комбинированный продукт висбрекинга - остальное до 100,0.

Способ получения котельного топлива, включающий вакуумную ректификацию прямогонного мазута, с получением утяжеленного гудрона и металлизированной фракции вакуумной ректификации, фракции вакуумного газойля с последующим висбрекингом утяжеленного гудрона с получением комбинированного продукта висбрекинга, при этом для получения котельного топлива смешивают гудрон утяжеленный, металлизированную фракцию вакуумной ректификации мазутов, смесь асфальта и экстракта производства масел, разбавитель - прямогонное дизельное топливо фракции 160-360°С, комбинированный продукт висбрекинга, характеризующийся тем, что в процессе вакуумной ректификации смесевого сырья дополнительно выделяют фракцию с температурой кипения 360-390°С и используют ее в качестве дополнительного компонента разбавителя котельного топлива, в котельное топливо дополнительно вводят фракцию каталитического газойля с температурой кипения 190-550°С, при следующем соотношении компонентов смешения в котельном топливе, мас.

Изобретение описывает способ получения дизельного топлива, включающий перегонку нефти с выделением керосина, тяжелого и легкого дизельного топлива, гидроочистку легкого и тяжелого дизельного топлива, депарафинизацию, введение присадок, характеризующийся тем, что тяжелое дизельное топливо после гидроочистки подвергают ректификации с выделением дизельного топлива зимнего, дизельного топлива летнего, а на депарафинизацию направляют кубовый продукт.
Изобретение относится к способу переработки тяжелых нефтяных остатков, включающему вакуумную перегонку мазута с выделением прямогонного вакуумного дистиллята и гудрона, коксование гудрона с последующим разделением жидких продуктов коксования на бензиновую, дизельную фракции и тяжелую газойлевую фракцию, которую смешивают с прямогонным вакуумным дистиллятом и направляют на стадию гидрооблагораживания.

Изобретение относится к способу снижения содержания парафинов в композициях минеральных масел, в котором композицию минеральных масел снабжают средством депарафинизации, представляющим собой полученную в одну полимеризационную стадию смесь сополимеров, с отличающимся друг от друга составом повторяющихся структурных единиц, подвергают охлаждению с образованием осадка парафинов, и выделяют по меньшей мере часть образовавшегося осадка парафинов, где в качестве смеси сополимеров используют смесь по меньшей мере четырех сополимеров, которые содержат повторяющиеся структурные единицы, являющиеся производными алкилметакрилатов с 16-18 атомами углерода в алкильном остатке и повторяющиеся структурные единицы, являющиеся производными алкилакрилатов с 18-22 атомами углерода в алкильном остатке, причем указанные повторяющиеся структурные единицы являются производными по меньшей мере одного акрилата и по меньшей мере одного метакрилата.

Изобретение относится к способу очистки биотопливных композиций на основе рапсового масла, включающему нейтрализацию жирных кислот рапсового масла, отделение выпавшего осадка, смешивание 70 нейтрализованного рапсового масла с 30 минерального дизельного топлива, или 75 нейтрализованного рапсового масла с 25 керосина марки ТС-1 с последующей винтеризацией, характеризующемуся тем, что стадии очистки от механических примесей и восков проводятся после смешивания компонентов смеси, винтеризация проводится при температуре +10°С, а эффективность фильтрации достигается за счет снижения вязкости при добавлении минерального дизельного топлива. Технический результат: максимальное извлечение восков и воскоподобных веществ из рапсового масла при повышении низкотемпературных свойств биотопливных композиций. 1 ил., 2 табл.

Наверх