Способ производства биодизельного топлива из семян масличных культур

Авторы патента:

C10L1/02 - на основе компонентов, включающих только углерод, водород и кислород

C10L1/00 - Жидкое углеродсодержащее топливо

Владельцы патента RU 2770403:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" (RU)

Изобретение относится способу производства биодизельного топлива из семян масличных культур, а именно подсолнечника, рапса и др. и может быть использовано в области двигателестроения для тракторов марки МТЗ и др. Для повышения качества биодизельного топлива в способе производства биодизельного топлива из семян масличных культур, включающем подачу семян подсолнечника, отжим масла подсолнечного, удаление жмыха подсолнечного, фильтрацию масла, гомогенизацию, согласно изобретению используют подсолнечное масло и осуществляют его гомогенизацию совместно с дизельным топливом, взятые в соотношении 2:1 при температуре не более 50-60°С и давлении не более 10-20 МПа в течение 30-60 минут и контролируют качество перемешивания, если перемешивание равномерное, то биодизельное топливо используют для дизельных автотракторных двигателей, если неравномерное, то его дополнительно перемешивают. 1 ил.

Известен способ управления процессом переработки масличных семян в биодизельное топливо по патенту 2693046 кл. С11С 3/04, С11С 3/10, C10L 1/02, С07С 67/03, 2019, включающий 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, двухступенчатый парокомпрессионный тепловой насос.

Недостатком способа является сложность высокая энергоемкость технологии при использовании сушилки и измельчителя, сложна в обслуживании и управлении технологическим процессом, приводящая к повышению себестоимости биодизеля.

Известно техническое устройство для производства биодизельного топлива из семян масличных культур (патент RU 2631423 кл. C10L 1/02, C10L 1/18, 2017, - прототип), включающее подачу семян рапса, досушивание семян, отжим масла рапсового, удаление жмыха рапсового, фильтрацию масла, подготовка сырья, гомогенизацию, кавитацию, отделение метанола, отстаивание смеси с последующим ее разделением, фильтрацию смеси.

Недостатком известного технического устройства является отсутствие контроля качества перемешивания компонентов при получении биодизеля.

Техническим результатом изобретения является повышение качества биодизельного топлива.

Технический результат достигается тем, что в способе производства биодизельного топлива из семян масличных культур, включающий подачу семян подсолнечника, отжим масла подсолнечного, удаление жмыха подсолнечного, фильтрацию масла, гомогенизацию, согласно изобретению используют подсолнечное масло и осуществляют его гомогенизацию совместно с дизельным топливом, взятые в соотношении 2:1 при температуре не более 50…60°С и давлении не более 10-20 МПа в течение 30-60 минут и контролируют качество перемешивания, если перемешивание равномерное, то биодизельное топливо используют для дизельных автотракторных двигателей, если неравномерное, то его дополнительно перемешивают.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ производства биодизельного топлива из семян масличных культур отличается от известного технического устройства тем, что повышается качество перемешивания компонентов с рапсовым маслом за счет контроля качествества, что невозможно получить известными техническими решениями.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности НОВИЗНА.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, т.к. относится способу производства биодизельного топлива из семян масличных культур, а именно подсолнечника, рапса и может быть использовано в области двигателестроения для тракторов марки МТЗ и др.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено техническое устройство с помощью, которого осуществляется способ производства биодизельного топлива из семян масличных культур.

Способ производства биодизельного топлива из семян масличных культур реализуется с помощью устройства, которое включает приемный бункер 1 для семян, маслопресс 2, емкость 3 для жмыха, накопительную емкость 4 для отжатого масла, систему фильтрации 5, гомогенизатор 6, емкость 7 для готового биодизельного топлива. Устройство имеет мультимедийное устройство 8, сообщенное с компьютером 9, накопительную емкость 10 с дизельным топливом, емкость 11 для проверки готового биодизельного топлива с перепускным клапаном 12. При этом приемный бункер 1 для семян соединен с маслопрессом 2. Система фильтрации 5 масла соединена с гомогенизатором 6, вход которого соединен с выходом накопительной емкости 10 с дизельным топливом и расположен над емкостью 11 для проверки готового биодизельного топлива, выполненной из прозрачного материала и расположенная над емкостью 7 для готового биодизельного топлива. Причем емкость 11 для проверки готового биодизельного топлива установлена напротив мультимедийного устройства 8. Перепускной клапан 12 соединен с компьютером 9 и гомогенизатором 6.

Способ производства биодизельного топлива из семян масличных культур (рапс, подсолнечник и др.) осуществляется следующим образом. В качестве семян масличных культур используются семена подсолнечника.

Семена подсолнечника подаются в приемный бункер 1, откуда они поступают в маслопресс 2. Маслопресс 2 срабатывает и полученный жмых подсолнечный поступает в емкость 3, а отжатое масло поступает в накопительную емкость 4 для отжатого масла. Жмых подсолнечный идет на корм сельскохозяйственным животным. Из накопительной емкости 4 масло подсолнечное подается в систему 5 фильтрации, где осуществляется его грубая очистка от примесей (взвешенных хлопьев) и далее в гомогенизатор 6, в который поступает дизельное топливо из накопительной емкости 10 и осуществляется смешивание в соотношении 2:1 при температуре не более 50…60°С и давлении не более 10-20 МПа в течение 30-60 минут и получают биодизельное топливо.

Соотношение масла подсолнечного и дизельного топлива берется 2:1, так как если:

- больше взять соотношение, то дизельное топливо будет вязкое и происходит его перенасыщение маслом подсолнечным, а его коксуемость составляет 0,505% [Стрельцов В.В., Бугаев A.M. Перспективы использования в технике масел растительного происхождения // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. №2. 2010. С. 48.], что превышает коксуемость дизельного топлива - 0,3%, приводящее ухудшению его самовоспламенению и сгоранию;

- меньше - то будет не насыщение дизельного топлива, что приведет загрязнению окружающей среды выхлопными газами.

Гомогенизация очищенного масла с дизельным топливом осуществляется при температуре не более 50…60°С, объясняется тем, что с повышением температуры с 20°С до 40°С вязкость масла подсолнечного снижается с 72 до 31 мм²/с по сравнению с дизельным топливом - 3,8…2,4 мм²/с, а с понижением температуры вязкость увеличивается [Марков В.А., Девянин С.Н., Маркова В.В. Использование подсолнечного масла в качестве топлива для дизелей // Транспорт на альтернативном топливе. №5(17). 2010. С. 42-47].

Время перемешивания 30-60 минут и давление не более 10-20 МПа выбрано с таким расчетом, что: если перемешивание меньше этого времени, то масло подсолнечное будет на дне дизельного топлива, так как его плотность летнего составляет 860 кг/м³, а масла 927,5 кг/м³ и при горении выделяются смолистые вещества, которые засоряют отверстия форсунок, а если больше - то дизельное топливо растворится в масле подсолнечном и процесс самовоспламенения топлива будет отсутствовать.

Готовое биодизельное топливо поступает в емкость 8 для его проверки, откуда через перепускной клапан 12 поступает в емкость 7 для готового биодизельного топлива.

Перепускной клапан 12 соединен с компьютером 9, в частности, с блоком программного обеспечения, на который поступает информация с мультимедийного устройства 8 для математической обработки полученного изображения смеси готового биодизельного топлива.

Для контроля качества перемешивания биодизельного топлива с помощью мультимедийного устройства 8 получают изображение смешанного топлива и подают на персональный компьютер 9 для его обработки с программным обеспечением Mathcad для определения качества однородности смешивания соответствующее требованиям на смешивание. Если качество однородности смешивания не соответствует требованиям, то его отправляют на дополнительное смешивание через перепускной клапан 12 в гомогенизатор 6.

Выполнение технологических операций в линии для производства биодизельного топлива из семян масличных культур позволяет повысить качество биодизельного топлива.

Способ производства биодизельного топлива из семян масличных культур, включающий подачу семян подсолнечника, отжим масла подсолнечного, удаление жмыха подсолнечного, фильтрацию масла, гомогенизацию, отличающийся тем, что используют подсолнечное масло и осуществляют его гомогенизацию совместно с дизельным топливом, взятые в соотношении 2:1 при температуре не более 50-60°С и давлении не более 10-20 МПа в течение 30-60 минут и контролируют качество перемешивания, если перемешивание равномерное, то биодизельное топливо используют для дизельных автотракторных двигателей, если неравномерное, то его дополнительно перемешивают.

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом получения биодизельного топлива. Способ управления технологией получения биодизельного топлива, предусматривающий переэтерификацию растительного масла сверхкритическим спиртом включает конденсацию паров диоксида углерода в испарителе холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса; нагревание и снижение вязкости полученного чистого биодизельного топлива; измерение объемных расходов рапсового масла и спирта; пара в змеевик реактора; паров непрореагировавшего спирта; холодной воды в холодильник на конденсацию паров непрореагировавшего спирта; диоксида углерода перед испарителем холодильной машины; температуру диоксида углерода до и после испарителя холодильной машины и температуры кипения хладагента в испарителе холодильной машины; стабилизацию соотношения объемных расходов растительного масла и сверхкритического; стабилизацию температуры конденсации диоксида углерода в испарителе холодильной машины; воздействие на расход холодной воды, подаваемой на конденсацию отработанного рабочего пара после змеевика реактора переэтерификации и после рекуперативного теплообменника для нагревания диоксида углерода до сверхкритической температуры; а также контроль уровня сжиженного диоксида углерода в резервуаре.

Способ этерификации и переэтерификации жирового сырья // 2751698

Изобретение относится к способу этерификации и переэтерификации жирового сырья и может быть использовано для повышения качества как товарных, так и хранящихся дизельных топлив, а также для получения моторного биотоплива для дизельных двигателей. Способ этерификации и переэтерификации жирового сырья предусматривает введение в реактор сырья, спирта и катализатора, с последующим перемешиванием реакционной массы в вихревом устройстве за счет взаимодействия двух вихревых потоков, перемещающихся вдоль оси устройства навстречу друг другу.

Способ обработки таллового масла и устройство для его осуществления // 2751640

Настоящее изобретение относится к способу обработки сырья, содержащего талловое масло (105), включающему отделение потока легких фракций (129) от сырья (101) с последующим удалением тяжелой фракции (108) из сырья (101), отличающийся тем, что при отделении потока легких фракций (129) от сырья используется ректификационная колонна (105) и что ректификационная колонна включает один или несколько нагревателей ректификационной колонны и устройство для конденсации паров с получением дистиллята и флегмовой жидкости, при этом дистиллят содержит скипидар и воду, а кроме того указанный способ включает выделение скипидара из дистиллята для получения продукта в виде скипидара (106).

Способ выделения жиромассы из сточных вод и её подготовки для производства биодизеля // 2749371

Изобретение относится к области утилизации жидких отходов производств, содержащих высокие концентрации растительных или животных жиров с их последующей подготовкой для получения биодизеля, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве и для промышленных предприятий, в производственных сточных водах которых имеется высокое содержание растительных или животных жиров, недопустимое для последующей биологической очистки сточных вод или их выпуска в городскую сеть канализации или в водоемы.

Способ получения жидкого биотоплива растительного происхождения // 2747560

Изобретение относится к способам получения жидкого биотоплива из отходов или продуктов растительного происхождения. Изобретение может быть использовано для получения дизельного моторного и светлого печного топлива, где в качестве источника сырья могут быть использованы отходы или продукты растительного происхождения, в частности древесные отходы, такие как стружки, опилки, щепа, кора деревьев или растительные отходы сельского хозяйства, например солома, ботва и другие.

Состав экологически чистого дизельного топлива // 2738610

Изобретение раскрывает состав экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ), включающего гидроочищенное дизельное топливо с эфирной добавкой из продуктов этерификации жирных кислот растительного масла двухатомным спиртом – этиленгликолем, характеризующегося тем, что в состав дополнительно вводится антиокислительная присадка, состоящая из амидо-имидазолинов, полученных с помощью реакции конденсации жирных кислот, выделенных из талового масла, и аминов, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гидроочищенное дизельное топливо 98,95, эфирная добавка 1,00, антиокислительная присадка 0,05.

Способ и композиция для улучшения сгорания авиационных топлив // 2737165

Изобретение раскрывает композицию авиационного топлива, которая содержит (а) от приблизительно 10 до приблизительно 80 объемных процентов авиационного алкилата; (b) от приблизительно 5 до 50 объемных процентов изооктана; (с) от приблизительно 5 до 20 объемных процентов изопентана; (d) от приблизительно 5 до приблизительно 30 объемных процентов ароматических углеводородов, выбранных толуола, мезитилена или их комбинаций; (е) от приблизительно 0,5 до 500 мг Mn/л трикарбонила метилциклопентадиенила марганца; и (f) соединение для очистки от марганца, содержащее трикрезилфосфат, при этом данная композиция является по существу бессвинцовой и данная композиция имеет величину октанового числа по меньшей мере приблизительно 96, определенную с помощью метода тестирования ASTM D2700.

Смазывающая добавка к дизельным топливам, представляющая собой ацетали фурфурола, и топливная композиция, ее содержащая // 2736717

Настоящее изобретение относится к смазывающей добавке к дизельным топливам на основе эфиров, при этом в качестве добавки содержит ацетали фурфурола, полученные путем взаимодействия фурфурола и одноатомных спиртов С4-С7, в присутствии сульфокатионитного катализатора макропористой структуры, при мольном соотношении фурфурол:спирты С4-С7=1:6-10, при диапазоне температур -5 - 40°С.

Способ получения жидкого углеводородного топлива из биомассы растительного происхождения // 2733394

Изобретение описывает способ получения жидкого углеводородного топлива из биомассы растительного происхождения, включающий использование вольфрамовой гетерополикислоты 2-18 ряда, имеющей химическую формулу H6[P2W18O62], и жидкого углеводородного растворителя, отличающийся тем, что в гальваническую ванну заливают 10-40% водный раствор гетерополикислоты в окисленной форме, имеющей химическую формулу H6[P2W18O62], после чего в ванну опускают графитовые электроды, которые подключают к источнику напряжения постоянного тока, и при разности потенциалов между катодом и анодом 2-4,5 В под действием постоянного электрического тока производят процесс восстановления гетерополианионного комплекса [P2W18O62]6- до [P2W18O62]24-, полученный водный раствор гетерополикислоты в восстановленной форме формулы H24[P2W18O62] порционно направляют в реактор, в который затем загружают биомассу растительного происхождения и углеводородный растворитель при массовом соотношении «углеводородный растворитель : биомасса растительного происхождения» в пересчете на сухое вещество с содержанием воды не более 10% масс.

Способ управления непрерывным процессом переэтерификации рапсового масла сверхкритическим этиловым спиртом // 2724886

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом переэтерификации рапсового масла сверхкритическим этиловым спиртом и может быть использовано в химической, нефтехимической, масложировой, топливной промышленности при получении биодизельной смеси, являющейся исходным продуктом для производства биодизеля.

Частицы происходящего из угля твердого углеводорода // 2769856

Изобретение относится к угольной промышленности и охране окружающей среды и может быть использовано при получении топлива. Частицы происходящего из угля твердого углеводорода получены из источника угля, содержащего составное вещество, включающее твердую матрицу и захваченное минеральное вещество в указанной матрице.