Спосіб одержання альтернативного літнього біопалива для дизельного двигуна

Спосіб одержання альтернативного літнього біопалива для дизельного двигуна, що включає змішування рослинної олії, розчинника та каталізатора, який відрізняється тим, що спочатку змішують рослинну олію та розчинник, а потім до одержаної суміші додають каталізатор, причому як розчинник використовують літнє дизельне паливо, а як каталізатор – 5% розчин етилату натрію в етиловому спирті, при такому співвідношенні компонентів, об'єм. ч.: літнє дизельне паливо 49-51 рослинна олія 49-51 5% розчин етилату натрію в етиловому спирті 1. Винахід відноситься до техніки виготовлення біопалива з жирів рослинного походження для дизельних двигунів, яке придатне для використання в усіх типах дизельних двигунів, незалежно від їх призначення (мобільні, пересувні, стаціонарні, тощо). Використання рослинних олій та жирів як дизельного палива сприяє вирішенню енергетичної проблеми, викликаної тим, що світові енергетичні запаси, насамперед нафти, у значній мірі вичерпані, а в той же час близько 90% усієї споживаної енергії виробляється двигунами внутрішнього згоряння. З іншого боку, катастрофічне погіршення екологічної ситуації пов'язане з величезною кількістю шкідливих речовин, що викидаються в атмосферу з відпрацьованими газами двигунів внутрішнього згоряння. Зокрема, нагромадження діоксиду вуглецю в атмосфері Землі призводить до незворотних негативних процесів, обумовлених так званим парниковим ефектом. У той же час при використанні палива рослинного походження, поряд з економією похідних нафти, вдається покращити екологічні характеристики двигунів внутрішнього згоряння. Відомий спосіб отримання складних ефірів жирних кислот рослинних олій [Патент Росії №2058298, МПК С07С67/03; Опубл. 20.04.1996, Бюл. №11]. При реалізації цього способу отримують складні (метилові або етилові) ефіри жирних кислот. Проте реакція переетерифікації здійснюється не в повному обсязі, оскільки отримані ефіри жирних кислот містять у своєму складі залишкові кількості гліцеролів і потребують очистки. Для їх очистки використовують органічні та неорганічні кислоти. Це призводить до великих затрат часу та реактивів для здійснення способу. Крім того, отримані ефіри жирних кислот, у порівнянні з дизельним паливом, мають дуже високу в'язкість, що стримує їх широке використання. Найбільш близьким до заявленого є отримання альтернативного палива для дизеля шляхом змішування метилових ефірів жирних кислот рослинної (ріпакової) олії, отриманих за допомогою каталізатора(гідроксиду калію або натрію) та метилового спирту (57-60%) з газовим конденсатом (43-40%) [Патент України №41709А, МПК 10L1/04, F02В1/00; Опубл. 17.09.2001, Бюл. №8]. Отримана суміш за в'язкістю майже відповідає дизельному паливу. Проте для отримання та очистки метилових ефірів жирних кислот ріпакової олії необхідні великі затрати часу та реактивів. Крім того, газовий конденсат використовується тільки як розчин (19) UA (11) 86132 (13) C2 (21) a200708073 (22) 16.07.2007 (24) 25.03.2009 (46) 25.03.2009, Бюл.№ 6, 2009 р. (72) РІВІС ЙОСИП ФЕДОРОВИЧ, UA, КОВАЛИШИН СТЕПАН ЙОСИФОВИЧ, UA, ТОМ'ЮК ВАСИЛЬ ВАСИЛЬОВИЧ, UA (73) РІВІС ЙОСИП ФЕДОРОВИЧ, UA, КОВАЛИШИН СТЕПАН ЙОСИФОВИЧ, UA, ТОМ'ЮК ВАСИЛЬ ВАСИЛЬОВИЧ, UA (56) UA 42604, A, 15.10.2001 RU 94042798, A, 27.09.1997 UA 16883, U, 15.08.2006 UA 18129, U, 16.10.2006 GB 2384004, A, 16.07.2003 EP 1674552, A1, 28.06.2006 WO 2006/095219, A1, 14.09.2006 US 2004/0221505, A1, 11.11.2004 3 86132 ник, участі у реакції переетерифікації він не приймає. До того ж, отримана суміш небезпечна до використання в літній період внаслідок низької точки спалаху її складової газового конденсату. В основу винаходу покладено завдання забезпечити просте, швидке та дешеве отримання альтернативного літнього біопалива для дизельного двигуна. Поставлене завдання досягають тим, що у способі отримання альтернативного літнього біопалива для дизельного двигуна, що включає змішування рослинної олії, розчинника та каталізатора, згідно з винаходом, спочатку змішують рослинну олію та розчинник, а потім до отриманої суміші додають каталізатор, причому як розчинник використовують літнє дизельне паливо, а як каталізатор - 5% розчин етилату натрію в етиловому спирті у наступному співвідношенні компонентів, об'єм.%: літнє дизельне паливо - 49-51; рослинна олія - 49-51; 5% розчин етилату натрію - 1. Проведені нами дослідження показали, що додавання 5% розчину етилату натрію, як каталізатора, до суміші рослинної олії з літнім дизельним паливом забезпечує повну та швидку переетерифікацію гліцеролів. Отримане альтернативне літнє біопаливо не потребує очистки і готове до використання у дизельному двигуні. Реалізацію заявленого винаходу здійснюють таким чином. Спочатку до рафінованої або нерафінованої олії додають літнє дизельне паливо. Суміш інтенсивно змішують і додають 5%-ний розчин етилату натрію в етиловому спирті в кількості 1% від загального об'єму. Після цього знову інтенсивно перемішують. Суміші дають відстоятися. Надосадова частина суміші готова до використання в дизельному двигуні. Використовують рафіновані або нерафіновані рослинні олії, літнє дизельне паливо та 5%-ний розчин етилату натрію в етиловому спирті. Згідно із запропонованим способом, переетерифікацію здійснюють при температурі 5-40°С та атмосферному тиску навколишнього середовища в закритій ємності, яка в горловині забезпечена кришкою, а в днищі - випускним пристроєм. Кришку в ємності закривають на час інтенсивного перемішування та відстоювання її вмісту. Перемішування в посудині здійснюють з допомогою електричної або функціо 4 нуючої під тиском повітря простої лопатевої мішалки. Приклад здійснення способу наведений для такого співвідношення загальних компонентів: рослинна олія - 50%, літнє дизельне паливо - 50%, 5% розчин етилату натрію - 1%.Через горловину у ємність вносять рослинну олію (50%) та літнє дизельне паливо (50%). їх вносять з таким розрахунком, щоб загальна кількість суміші займала 2/3 об'єму ємності. Далі, протягом 3-5 хвилин, вміст ємності інтенсивно перемішують. Після цього кришку відкривають і до вмісту ємності додають 5%ний розчин етилату натрію у кількості 1%. Кришку ємності закривають. Вміст ємності знову, протягом 3-5 хвилин, перемішують. Після цього суміші дають відстоятися протягом 1 години. Під час цього відстоювання в осад випадають мила жирних кислот і гліцерин. Кількість осаду становить не більше 2% взятої для проведення переетерифікації суміші рослинної олії з літнім дизельним паливом. Осад випускають назовні за допомогою випускного пристрою. Через випускний пристрій випускають назовні також готове до використання в дизельному двигуні біопаливо, яке не містить у своєму складі гліцеролів і не потребує очистки. Більш повна переетерифікація гліцеролів забезпечується за рахунок наявності у суміші, приготовленій до перетерифікації, літнього дизельного палива. Останнє прискорює реакцію переетерифікації гліцеролів. Проведені експериментальні дослідження підтвердили високу ефективність запропонованого способу. У таблиці наведені дані, які характеризують фізико-хімічні властивості літнього дизельного палива та літнього дизельного біопалива, отриманого із різних сумішей ріпакової олії (найпоширеніша олійна культура в західному регіоні) з літнім дизельним паливом. З даних цієї таблиці видно, що літнє дизельне біопаливо, отримане із суміші 50% ріпакової олії з 50% літнього дизельного палива, є придатним до використання в дизельному двигуні. Воно за більшістю параметрів відповідає натуральному дизельному паливу: густина при 20°С (г/см3) -0,8675; кінематична в'язкість (мм2/сек) - 19,4; температура помутніння (°С) - -4; температура застигання (°С) - -16; температура спалаху (°С) - 66; зольність (%) - 0,0020. Таблиця Основні фізико-хімічні властивості літнього дизельного біопалива, отриманого із різних сумішей ріпакової олії з літнім дизельним паливом Досліджувані показники Густина при 20°С, г/см3 Кінематична в'язкість, мм2/сек Температура помутніння, °С Температура застигання, °С Температура спалаху в закритому тиглі, °С Зольність, % Літнє дизельне біопаливо, отримане із різних сумішей ріпакової олії (РО) з літнім дизельним паливом (ДП) 30%ДП+ 40%ДП+ 50%ДП+ 60%ДП+ ДП 70%РО 60%РО 50%РО 40%РО 0,848 0,883 0,8737 0,8675 0,864 4,4 29,35 24,69 19,4 15,6 -6 -5 -4 -4 -4 -15 -15 -15 -16 -15 60 67 68 66 73 0,01 0,003 0,0023 0,0020 0,0017 5 86132 Таким чином, спосіб отримання альтернативного літнього біопалива для дизельного двигуна є Комп’ютерна верстка В. Клюкін 6 простим у використанні, швидким за реалізацією та дешевим за реактивами і апаратурою. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601