Номер патенту: 48615

Опубліковано: 15.08.2002

Автор: Семенов Володимир Григорович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб одержання біопалива для дизелів з рослинних олій і їхніх похідних, що полягає в тому, що, наприклад, з ріпакової олії шляхом етерифікації одержуютьметилові ефіри насичених, моно- і поліненасичених жирних кислот, який відрізняється тим, що метилові ефіри поліненасичених жирних кислот за допомогою гідрогенізації в міру насичення воднем переводять у метилові ефіри мононенасичених жирних кислот.

Текст

Спосіб одержання біопалива для дизелів з рослинних олій і їхніх похідних, що полягає в тому, що, наприклад, з ріпакової олії шляхом етерифікації одержують метилові ефіри насичених, моно- і поліненасичених жирних кислот, який відрізняється тим, що метилові ефіри поліненасичених жирних кислот за допомогою гідрогенізації в міру насичення воднем переводять у метилові ефіри мононенасичених жирних кислот Винахід відноситься до хімічної промисловості, а саме до палив на основі компонентів, що включають вуглець, водень і кисень, т оі можуть бути застосовані як інгредієнти паливної композиції, використовуваної для дизелів Останнє десятиліття характеризується збільшенням споживання сировини й енергії Щорічне споживання нафти змінюється і прямо пропорційно залежить від економічної кон'юнктури у СВІТІ Довгостроковий прогноз припускає, що за безупинним ростом споживання природних ресурсів (газ, вугілля, нафта) підвищується концентрація токсичних компонентів і диоксида вуглецю в атмосфері (парниковий ефект) Дизелизация автомобільного транспорту сприяє значному споживанню дизельного палива, якого в Україні вкрай мало Таке положення є тривожним і тому необхідний пошук нових альтернативних джерел енергії, у тому числі палив із сировини рослинного походження клад метилові) ефіри насичених, моно- і поліненасичених жирних кислот Однак при цьому одержують композицію метилових ефірів природної сполуки жирних кислот, що входять у рослинні олії Це, в основному, три-, ді- і мононенасичені жирні кислоти і ВІДПОВІДНІ їм метилові ефіри У зв'язку з наявністю в структурі молекул ефірів трьох-1 двох- подвійних зв'язків зменшена КІЛЬКІСТЬ атомів водню, що приводить до зниження нижчої теплоти згоряння композиції складних ефірів, і як наслідок, підвищується питома ефективна витрата палива КІЛЬКІСТЬ тепла Q, внесене в двигун з паливом дорівнює В даний час багато країн використовують рослинні олії і їхні ПОХІДНІ як біопаливо для дизельних двигунів /див О Адаменко, В Височанський, В Льотко, М Михайлів - Альтернативні палива та ІНШІ нетрадиційні джерела енергії Підручник для енергетичних і екологічних спеціальностей вищих навчальних закладів - Івано-Франківськ, "Полум'я", 2000 -255 с / Відомий спосіб одержання складних (метилових) ефірів жирних кислот рослинних олій (Патент России, №2058298, С 07 С 67/03 - Способ получения сложных эфиров жирных кислот, опубл 20 04 96, бюл 11) При реалізації цього способу шляхом реакції етерифікації (змішування рослинних олій зі спиртами) одержують складні (напри Л е = — ^ г - ч и 3600 = Л е * д е * О н qe*QH де де - питома ефективна витрата палива, кг/квт*ч З приведених формул видно, що при He-const, збільшення Он сприяє зниженню де і навпаки Задача винаходу поліпшення паливної економічності дизелів при їх роботі на біопаливі Суть винаходу полягає втому, що, наприклад, з ріпакової олії одержують складні (метилові) ефіри насичених, моно- і поліненасичених жирних кислот, при цьому ВІДПОВІДНО до винаходу метилові ефіри поліненасичених жирних кислот у міру насичення воднем шляхом процесу гідрогенізації (контроль по величині і одного числа) переводять Q-B4*QH МДЖ/ГОД, де В ч - годинна витрата палива, кг/год, Он - нижча теплота згоряння, МДж/кг Для дизельного палива Он = 42,5 МДж/кг ЕфеКТИВНИЙ К К Д ДИЗеЛЯ Г|е 3600 ю (О 00 у метилові ефіри мононенасичених жирних кислот, підвищуючи при цьому нижчу теплоту згоряння біопалива Поставлена задача вирішується за допомогою гідрогенізації, відомої в де харчовій промисловості як способ додання рослинним оліям СТІЙКОСТІ до окислювання і зміни їхніх структурних характеристик (см - Тютюнников Б Н Химия жиров - М Пищевая промышленность, 1966г, с 271-282, Товбин ИМ, Меламуд Н Л , Сергеев АГ Гидрогенизация жиров - М Легкая и пищевая промышленность, 1981 -с 181-199) Під ДІЄЮ ВОДНЮ на олію внаслідок насичення радикалів його ненасичених жирних кислот (наприклад ліноленової С 18 3, лінолевої С 18 2 і олеїнової С 18 1) відбувається зміна їх ХІМІЧНИХ формул Замість подвійних зв'язків у вуглеводний ланцюжок ненасиченої кислоти додаються молекули водню Наприклад, у результаті приєднання двох атомів водню до ліноленової кислоти вона перетворюється влінолеву СН3-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7СООН+Н2-СНз-(СН2)4-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7 48615 СООН (^подвійний зв'язок) Уся ПОСЛІДОВНІСТЬ перетворення триненасиченоі жирної ліноленової кислоти в мононенасичену олеїнову в процесі гідрогенізації виглядає такий чином + Сі8Нзо02 Н2^Сі8Нз202+Н2^Сі8Нз402 При цьому відбувається селективне гідрування, тобто спочатку відбувається насичення воднем найбільш ненасиченої жирної кислоти, яка присутня в олії Функціональне призначення гідрогенізації в способі, що заявляється, полягає в тім, що за допомогою гідрогенізації в міру насичення (15-25хв) метилових ефірів поліненасичених жирних кислот воднем переводять їх в ефіри мононенасичених жирних кислот з новою якістю, властивою дизельному паливу, тобто підвищуючи нижчу теплоту згоряння біопалива, і як наслідок, поліпшуючи паливну економічність дизеля Приклади реалізації способу Приклад 1 В табл 1 наведена ПОСЛІДОВНІСТЬ гідрогенізації ріпакової олії Таблиця 1 Характеристика ріпакової олії до і після гідрогенізації Кислота Проба Час год Іодне число 1 2 3 4 0 0,5 114,6 105,2 103,1 102,1 0,75 1,0 Сума С18 2 С18 3 31,9 7,6 4,3 2,5 Іодне число являє собою показник, що характеризує середній ступінь ненасиченості жирних кислот, тобто в міру зменшення КІЛЬКОСТІ подвійних зв'язків величина юдного числа зменшується Наприклад, іодне число ліноленової кислоти (три подвійних зв'язки) - 273,5, лінолевої (два подвійних зв'язки) - 181,1, олеїнової (один подвійний зв'язок) - 89,9, стеаринової (насиченої) - 0 Збільшений час гідрогенізації ріпакової олії в порівнянні з часом гідрогенізації метилових ефірів жирних кислот ріпакової олії (див табл 2) зв'язаний з великими молекулами ацилгліцеринів рослинних олій (молекулярна маса ацилгліцеринів 850-990кг/кмоль, молекулярна маса метилових ефірів 290 Процентний вміст жирних кислот С16 0 С16 1 С16 1 С18 0 С20 1 С20 0 С22 1 С22 0 56,9 3,4 7,8 81,0 3,5 7,9 84,0 3,7 8,0 85,7 3,8 8,0 320кг/кмоль) Час гідрогенізації ріпакової олії можна однозначно оцінювати по градієнту зміни юдного числа (ступінь насиченості) Приклад 2 У табл 2 приведені результати гідрогенізації метилових ефірів жирних кислот ріпакової олії і розрахунок нижчої теплоти згоряння QH ВИХІДНОЇ композиції ефірів і ефірів після гідрогенізації Видно, що переведення метилових ефірів ліноленової (С18 3) і лінолевої (С18 2) жирних кислот у метилові ефіри олеїнової (С18 1) дозволяє підвищити QH усієї композиції метилових ефірів (біопалива) на 1,3% Таблиця 2 Характеристика метилових ефірів до і після гідрогенізації Ефіри Проба Вихідний склад ефірів Склад після гідрогенізації Сума С19Н32О2 С17Н34О2 С19Н36О2 С17Н32О2 С19Н38О2 QH, С21Н40О2 С21Н42О2 МДж кг С19Н34О2 31,9% 56,9% С21Н44О2 3,4% С23Н46О2 7,8% 4,3% 84,0% 3,7% 8,0% Глибина насичення (переведення поліненаси 37,26 37,76 чених жирних кислот у мононенасичені) контролю ється величиною юдного числа (див табл 1) Гідрогенізація метилових ефірів (див табл 2) складає 20 хвилин Менший час гідрогенізації не дає потрібної глибини, а більший час приводить до появи більшої КІЛЬКОСТІ ефірів насичених жирних кислот, що відбивається на фізичних властивостях композиції метилових ефірів збільшується в'язкість І ЩІЛЬНІСТЬ, а також поверхневий натяг біопалива, що відбивається на його експлуатаційних властивостях Опис винаходу містить 3 таблиці Таблиця 1 - у неї входять процентна сполука 48615 насичених і ненасичених жирних кислот ріпакової олії до гідрогенізації й у процесі гідрогенізації (1-4 проби) Приведені значення юдного числа показують ступінь насичення поліненасичених жирних кислот (С18 3 і С 18 2) воднем Таблиця 2 - приведений склад метилових ефірів насичених і ненасичених жирних кислот до гідрогенізації і після гідрогенізації (час насичення воднем - 20 хвилин) Таблиця 3 - приведений час і значення юдних чисел при гідрогенізації метиллінололеата (метилових ефірів жирних кислот) Таблиця З Час гідрогенізації і ступінь насичення метилових ефірів жирних кислот Тривалість процесу в хв Іодне число 5 9 15 19 39 142,5 132,8 110,4 102,5 75,5 Ліноленової кислоти С18 2 66,2 56,4 30,1 20,8 2,8 Таким чином, гідрогенізація біопалива (рослинних олій і їхніх похідних) ДОЗВОЛЯЄ одержати біопаливо з новою якістю, близькою до дизельного, шляхом підвищення його нижчої теплоти згоряння Он, що в остаточному підсумку приводить до поліпшення паливної економічності (зниженню питомої ефективної і годинної витрат біопалива) Зміст у % Олеїнової кислоти С18 1 36,1 40,8 67,3 76,4 83,4 Насичених кислот 2,9 2,6 2,6 2,8 13,8 Джерело інформації 1 Тютюнников Б Н Химия жиров Учебник для вузов - М «Пищевая промышленность», 1960 -632с 2 Товбин И М , Меламуд Н Л , Сергеев А Г Гидрогенизация жиров -М Легкая и пищевая промышленность, 1981 -295с ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for obtaining bio-fuel for diesels

Автори англійською

Semenov Volodymyr Hryhorovych

Назва патенту російською

Способ получения биотоплива для дизелей

Автори російською

Семенов Владимир Григорьевич

МПК / Мітки

МПК: C10L 1/00

Мітки: одержання, дизелів, спосіб, біопалива

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-48615-sposib-oderzhannya-biopaliva-dlya-dizeliv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання біопалива для дизелів</a>

Подібні патенти