Спосіб отримання дизельного біопалива з рижієвої олії

Реферат: Спосіб отримання дизельного біопалива з рижієвої олії включає процеси з відділення супутніх домішок, нейтралізації вільних жирних кислот, промивання олії сольовим розчином і водою, очищення від домішок та переестерифікації. Використовується рижієва олія із вмістом вільних жирних кислот 95-180 мг KОН/г, а їх нейтралізація здійснюється проведенням реакції естерифікації концентрованою сірчаною кислотою - тричі 15 % до маси, протягом 2 год. за температури 60-65 °С при постійному перемішуванні з відділенням води і спирту. При цьому метанол і сірчану кислоту беруть у молярному співвідношенні 12:1 та направляють на переестерифікацію з додаванням метанолу і каталізатора - KОН. UA 104740 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ ДИЗЕЛЬНОГО БІОПАЛИВА З РИЖІЄВОЇ ОЛІЇ UA 104740 U UA 104740 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі первинної переробки сільськогосподарської продукції, зокрема до способів одержання рідких біопалив з поновлювальної сировини. Відомий спосіб [Пат. № 30417А UA, опубл. 15.11.2000, бюл. № 6] отримання метилових ефірів жирних кислот ріпакової олії, який включає рафінацію олії сірчаною кислотою та розчином лугу, її відділення від суміші з подальшою відгонкою води, приготування розчину каталізатора в органічному розчиннику, переестерифікацію рафінованої олії при перемішуванні, видалення залишків каталізатора та осушування ефірів. Недоліком даного способу є те, що при його реалізації переестерифікація здійснюється не в повному обсязі, оскільки отримане дизельне біопаливо містять у своєму складі залишкову кількість гліцерилів, що призводить до істотної зміни показників якості метилових ефірів. Також зокрема підвищується кислотне число палива та вміст вільного гліцерину, виникає необхідність проведення додаткових операцій очищення біопалива і призводить до підвищення енергетичних витрат та інвестицій в обладнання. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу отримання дизельного біопалива з рижієвої олії із підвищеним вмістом вільних жирних кислот 95-180 мг КОН/г, зниження втрат і підвищення виходу палива з кращими експлуатаційними показниками та скорочення витрат на очищення дизельного біопалива з рижієвої олії. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в способі отримання дизельного біопалива з рижієвої олії, що включає процеси фільтрації з відділенням домішок, нейтралізації вільних жирних кислот, промивання олії сольовим розчином і водою, очищення від домішок та переестерифікації, згідно з запропонованим способом, використовується рижієва олія з вмістом вільних жирних кислот 95-180 мг КОН/г, а їх нейтралізація здійснюється проведенням реакції естерифікації концентрованою сірчаною кислотою - тричі 15 % до маси, протягом 2 год. за температури 60-65 °C при постійному перемішуванні з відділенням води і спирту, причому метанол і сірчану кислоту беруть у молярному співвідношенні 12:1 та направляють на переестерифікацію з додаванням метанолу і каталізатора - КОН. Спосіб здійснюється так: багатоступенева фільтрація рижієвої олії від механічних домішок проводиться при тиску 1-2,5 атм. за температури від -5 до +65 °C, після чого проводять нейтралізацію вільних жирних кислот і переестерифікацію. Обробка очищеної олії здійснюється в декілька етапів, перший з яких естерифікація сировину змішують з концентрованою сірчаною кислотою для рижієвої олії з вмістом вільних жирних кислот 95-180 мг КОН/г, тричі проводиться естерифікація H2SO4 в кількості 15 % до маси і метанолом протягом 2 год., процес ведуть за температури 60-65 °C протягом 120 хв. при механічному перемішуванні зі швидкістю 100-300 об./хв. і атмосферному тиску, при кожному змішуванні здійснюють відділення води і спирту, причому метанол і концентровану H2SO4 беруть у співвідношенні 12:1; другий етап - нейтралізація виділеного після естерифікації відпрацьованої олії, розчином КОН і води; третій етап - промивання олії 10 %-ним розчином хлориду натрію і водою з дотриманням співвідношення олія:вода - 1:1, промивку 10 %-ним розчином хлориду натрію здійснюють один раз; четвертий етап - промивка водою 2 рази за температури 90-95 °C, загальною тривалістю 90 хв., при постійному механічному перемішуванні зі швидкістю 150-200 об./хв. і атмосферному тиску; п'ятий етап - відокремлення промивних розчинів від залишків олії методом сепарування, вихід олії становить 90-95 %, очищену олію, звільнену від вмісту вільних жирних кислот і домішок, направляють на переестерифікацію; шостий етап - переестерифікацію тригліцеридів ведуть метанолом при молярному співвідношенні спирт:олія - 6:1, у присутності гомогенного каталізатора у 1 % співвідношенні до об'єму олії, яку отримали після етерифікації, процес ведуть за температури 55-65 °C протягом 60 хв. при механічному перемішуванні зі швидкістю 100-400 об./хв. і атмосферному тиску. Потім проводять відділення гліцеролового шару, що утворився в ході реакції, метилові ефіри від залишків гліцерину звільняють в два прийоми, промиванням водою з температурою 20 °C, через 1 годину відстоювання суміш розділяється на дві фази за рахунок переходу гліцерину в нижню водну частину суміші, яка відділяється від метилових ефірів, шляхом зливу нижньої частини. Після завершення відділення промивних вод залишки спирту і води відокремлюють методом відгону в роторній ректифікаційній установці при температурі 75-80 °C. Вихід метилових ефірів, тобто дизельного біопалива, становить 90-95 % від початкової маси спрямованої олії. Як сировину використовують рижієву олія з вмістом вільних жирних кислот 95-180 мг КОН/г, а як кислотний і гетерогенний каталізатори - сірчану кислоту і гідроксид калію, відповідно. Таким чином, запропонований спосіб отримання дизельного біопалива з рижієвої олії дозволяє підвищити ефективність і скоротити тривалість процесу та зменшити витрати хімічних 1 UA 104740 U реагентів при реалізації способу внаслідок підвищення глибини хімічних реакцій. Реалізація способу можлива лише за умови комплексного застосування усіх перелічених суттєвих ознак. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб отримання дизельного біопалива з рижієвої олії, що включає процеси з відділення супутніх домішок, нейтралізації вільних жирних кислот, промивання олії сольовим розчином і водою, очищення від домішок та переестерифікації, який відрізняється тим, що використовується рижієва олія із вмістом вільних жирних кислот 95-180 мг КОН/г, а їх нейтралізація здійснюється проведенням реакції естерифікації концентрованою сірчаною кислотою - тричі 15 % до маси, протягом 2 год. за температури 60-65 °С при постійному перемішуванні з відділенням води і спирту, причому метанол і сірчану кислоту беруть у молярному співвідношенні 12:1 та направляють на переестерифікацію з додаванням метанолу і каталізатора - KОН. 15 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2