Спосіб одержання альтернативного зимового біопалива для дизельного двигуна

Спосіб одержання альтернативного 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 газовий конденсат, а як каталізатор – 5% розчин етилату натрію в етиловому спирті, у такому співвідношенні компонентів,конденсат газовий об'єм. ч.: 38-42 рослинна олія 58-62 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 на фти, 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 на 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 ріпакової олії, отриманих за допомогою каталізатора (гідроксиду калію або натрію) та метилового спирту, (57-60%) з газовим конденсатом (43-40%) [Па (19) UA (11) 86133 (13) (21) a200708087 (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 Семенов В.Г.//Химия и технол. топлив и масел. Т.518, №4, 2003. С.29-32 RU 94042798, A, 27.09.1997 CZ 285470, B, 16.06.1999 GB 2384004, A, 16.07.2003 EP 1674552, A1, 28.06.2006 EP 0860494, A1, 26.08.1998 C2 1 3 86133 тент України №41709 А, 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 розчинник, участі у реакції переетерифікації він не приймає. В основу винаходу покладено завдання забезпечити просте, швидке та дешеве отримання альтернативного зимового біопалива для дизельного двигуна. Поставлене завдання досягають тим, що у способі отримання альтернативного зимового 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 газовий конденсат, а як каталізатор - 5% розчин етил ату натрію в етиловому спирті у наступному співвідношенні компонентів, об'єм.%: газовий конденсат - 38-42; рослинна олія - 58-62; 5% розчин етилату натрію - 1. Проведені нами дослідження показали, що додавання 5% розчину етилату натрію, як каталізатора, до суміші рослинної олії з газовим конденсатом забезпечує повну та швидку переетерифікацію гліцеролів. Отримане альтернативне зимове біопаливо не потребує очистки і готове до використання у дизельному двигуні. Реалізацію заявленого винаходу здійснюють таким чином. Спочатку до рафінованої або нерафінованої олії додають газовий конденсат. 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, газовий конденсат 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 4 закривають на час інтенсивного перемішування та відстоювання її вмісту. Перемішування в посудині здійснюють з допомогою електричної або функціонуючої під тиском повітря простої лопатевої мішалки. Приклад здійснення способу наведений для такого співвідношення загальних компонентів: рослинна олія - 60%, газовий конденсат - 40%, 5% розчин етилату натрію - 1%.Через горловину у ємність вносять рослинну олію (60%) та газовий конденсат (40%). 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 газовим конденсатом. Осад випускають назовні за допомогою випускного пристрою. Через випускний пристрій випускають назовні також готове до використання в дизельному двигуні біопаливо, яка не містить у своєму складі гліцеролів і не потребує очистки. Більш повна переетерифікація гліцеролів забезпечується за рахунок наявності у суміші, приготовленій до перетерифікації, газового конденсату. Останній 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 зимового дизельного біопалива, отриманого із різних сумішей ріпакової олії з газовим конденсатом. З даних цієї таблиці видно, що зимове дизельне біопаливо, отримане із суміші 60% ріпакової олії з 40% газового конденсату, є придатним до використання в дизельному двигуні. Воно за більшістю параметрів відповідає натуральному дизельному паливу: густина при 20°С (г/см3) 0,856; кінематична в'язкість (мм2/сек) - 6,8; температура помутніння (°С) - 4; температура застигання (°С) - 16; зольність (%) - 0,0020. Таблиця Основні фізико-хімічні властивості зимового дизельного біопалива, отриманого із різних сумішей ріпакової олії з газовим конденсатом Досліджувані показники Густина при 20°С, г/см3 Кінематична в'язкість, мм2/сек Температура помутніння, °С Температура застигання, °С Зольність, % Зимове дизельне біопаливо, отримане із різних сумішей ріпакової олії (РО) з газовим конденсатом (ГК) 20%ГК+ 30%ГК+ 40%ГК+ 50%ГК+ ДП 80%РО 70%РО 60%РО 50%РО 0,848 0,876 0,863 0,856 0,838 4,4 13,7 12,5 6,8 5,8 -6 -5 -4 -4 -4 -15 -15 -15 -16 -17 0,0100 0,0030 0,0023 0,0020 0,0017 5 86133 Таким чином, спосіб отримання альтернативного зимового 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