Спосіб виробництва метилового ефіру жирної кислоти та обладнання для його здійснення

1 Спосіб виробництва метилового ефіру жирної кислоти, більш конкретно, дизельного палива для транспортних засобів, при якому насичені та ненасичені вищі жирні речовини рослинного або тваринного походження з'єднують з сильнодіючим лужним розчином, зокрема розчином калію, і розчиняють у спирті, наприклад метанолі, при цьому створюють умови для забезпечення хімічної рівноваги обох зазначених вище компонентів шляхом емульгування суміші в реакційній зоні з ділянкою відокремлення фаз, де жири піддають трансетерифікацм з одержанням метилового ефіру жирної кислоти, і при досягненні стану хімічної рівноваги від метилового ефіру жирної кислоти відокремлюють осади, наприклад тригліцеридів, гліцерину, мила, нетрансетерифікованих жирів та інших речовин, який відрізняється тим, що поверхні поділу суміші збільшують шляхом високоефективної потужної динамічної турбулентності, яку здійснюють в реакційній зоні, при цьому трансетерифікацію починають проводити при високому тиску і протягом процесу трансетерифікацм тиск знижують 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що високоефективну потужну динамічну турбулентність здійснюють з використанням фізичних сил, наприклад сил механічного зсуву 3 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що високоефективну потужну динамічну турбулентність здійснюють за допомогою тріщинного (крекінгового) емульгування 4 Спосіб за пп 1-3, який відрізняється тим, що високоефективну потужну динамічну турбулентність здійснюють за допомогою динамічного емульгування, наприклад у турбуляторі 5 Спосіб за пп 1-4, який відрізняється тим, що високоефективну потужну динамічну турбулентність здійснюють за допомогою порожнинного (кавітаційного) емульгування 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що великі поверхні поділу забезпечують за допомогою ультразвуку 7 Спосіб за пп 1-6, який відрізняється тим, що фази емульсії відокремлюють за допомогою фізичних засобів 8 Спосіб за пп 1-7, який відрізняється тим, що після відокремлення фаз емульсії здійснюють очищення метилового ефіру жирної кислоти 9 Спосіб за пп 1-8, який відрізняється тим, що фази емульсії відокремлюють з використанням поверхнево-активних сил, зокрема за допомогою фільтрації 10 Спосіб за пп 1-9, який відрізняється тим, що фази емульсії відокремлюють за допомогою багатофазової фільтрації 11 Спосіб за пп 1-10, який відрізняється тим, що для фільтрації використовують фільтри, наприклад ультра- і/або нано-, і/або мікрокласу, виготовлені із застосуванням мембранної технології 12 Спосіб за пп 1-11, який відрізняється тим, що можуть бути використані ліпофільні і/або гідрофільні, і/або амфотерні фільтри 13 Спосіб за пп 1-12, який відрізняється тим, що фази емульсії відокремлюють за допомогою ХІМІЧНИХ засобів 14 Спосіб за пп 1-13, який відрізняється тим, що після досягнення стану хімічної рівноваги, можливого після відокремлення фаз емульсії, здійснюють багатофазову дистиляцію 15 Спосіб за пп 1-14, який відрізняється тим, що використовують багатофазову дистиляцію, яка включає щонайменше одну операцію вакуумної дистиляції 16 Спосіб за пп 1-15, який відрізняється тим, що використовують багатофазову дистиляцію, яка включає щонайменше одну операцію випарювання, наприклад операцію випарювання в низхідному потоці О со 17 Спосіб за пп 1-16, який відрізняється тим, що використовують багатофазову дистиляцію, яка включає щонайменше одну операцію випарювання, наприклад операцію тонкошарового випарювання 18 Спосіб за пп 1-17, який відрізняється тим, що використовують багатофазову дистиляцію, яка включає щонайменше одну операцію фракційної конденсації 19 Спосіб за пп 1-18, який відрізняється тим, що нетрансетерифіковані жири відокремлюють і повертають у потік жирів, розташований вище за течією від реакційної зони 20 Обладнання для здійснення способу за пп 119, яке відрізняється тим, що воно включає щонайменше один контейнер для жирів і по одній ємності для сильнодіючого лужного розчину та для спирту, а також щонайменше одну змішувальну ємність для їх перемішування, а також тим, що щонайменше один контейнер для жирів і змішувальна ємність сполучені з реакційною зоною, і що є пристрій для відокремлення фаз емульсії в низхідному потоці від реакційної зони 21 Обладнання за п 20, яке відрізняється тим, що реакційна зона включає стаціонарний перемішувальний пристрій 22 Обладнання за пп 20, 21, яке відрізняється тим, що стаціонарний перемішувальний пристрій обладнаний трубою, наповненою кульками різних розмірів, і/або яка містить різні пристрої, що чинять опір потокові, який рухається, типу відбивних перегородок, лопатей і т п 23 Обладнання за пп 20-22, яке відрізняється тим, що до його складу включено пристрій для динамічного емульгування, розташований в реакційній зоні 24 Обладнання за пп 20-23, яке відрізняється тим, що як пристрій для емульгування застосований крекінговий пристрій для емульгування 25 Обладнання за пп 20-24, яке відрізняється тим, що до його складу включений турбулятор, розташований в реакційній зоні 26 Обладнання за пп 20-25, яке відрізняється тим, що до його складу включена конструкція, що об'єднує у собі функції турбулятора та крекінгового пристрою для емульгування, причому дана конструкція розташована в реакційній зоні і складається, наприклад, з двох дисків, що рухаються відносно один одного, завдяки чому емульсія вводиться у зону, розташовану в середині одного з дисків 27 Обладнання за пп 20-26, яке відрізняється тим, що до його складу включений пристрій для порожнинного (кавітаційного) емульгування, розташований в реакційній зоні 28 Обладнання за пп 20-27, яке відрізняється тим, що до його складу включений ультразвуковий пристрій, розташований в реакційній зоні 29 Обладнання за пп 20-28, яке відрізняється тим, що як пристрій для відокремлення фаз емульсії застосований фільтрувальний пристрій 30 Обладнання за пп 20-29, яке відрізняється тим, що як фільтрувальний пристрій застосований поверхнево-активний фільтр мембранного типу 44931 31 Обладнання за пп 20-30, яке відрізняється тим, що поверхнево-активний фільтр складається з пористої несучої основи і шару, нанесеного на ту основу, діючого за типом мембрани 32 Обладнання за пп 20-31, яке відрізняється тим, що несуча основа виконана у вигляді труби 33 Обладнання за пп 20-32, яке відрізняється тим, що несуча основа складається, наприклад, з окису алюмінію, пористого скла або силікатів 34 Обладнання за пп 20-33, яке відрізняється тим, що шар, що діє за типом мембрани, має ліпофільні і/або гідрофільні, і/або амфотерні властивості 35 Обладнання за пп 20-34, яке відрізняється тим, що шар, що діє за типом мембрани, являє собою керамічну мембрану, яка складається, наприклад, з двоокису титану, двоокису цирконію або інших речовин 36 Обладнання за пп 20-35, яке відрізняється тим, що шар, що діє за типом мембрани, являє собою керамічну мембрану з розміром пори у діапазоні нано- і/або мікроодиниць, наприклад з розміром пори від 5 до 200 нм 37 Обладнання за пп 20-36, яке відрізняється тим, що фільтрувальний пристрій виконаний або містить фільтр типу молекулярного сита чи мембрану типу молекулярного сита 38 Обладнання за пп 20-37, яке відрізняється тим, що фільтрувальний пристрій призначений для багатофазової фільтрації 39 Обладнання за пп 20-38, яке відрізняється тим, що до його складу включений пристрій дистиляції, що складається щонайменше з одного випарника та одного конденсатора, розташованих в зоні низхідного потоку від реакційної зони, при цьому можливе їх розташування в низхідному потоці від пристрою відокремлення фаз 40 Обладнання за пп 20-39, яке відрізняється тим, що як випарник передбачений випарник в низхідному потоці 41 Обладнання за пп 20-40, яке відрізняється тим, що як випарник передбачений тонкошаровий випарник 42 Обладнання за пп 20-41, яке відрізняється тим, що як випарник передбачений ротаційний випарник з потоком, що обертається 43 Обладнання за пп 20-42, яке відрізняється тим, що до його складу включений пристрій відокремлення фаз в низхідному потоці від пристрою дистиляції 44 Обладнання за пп 20-43, яке відрізняється тим, що до його складу включений пристрій відокремлення фаз в низхідному потоці від пристрою відокремлення фаз емульсії 45 Обладнання за пп 20-44, яке відрізняється тим, що пристрій відокремлення фаз сполучений з реакційною зоною сполучним трубопроводом, який проведено від контейнера для жирів 46 Обладнання за пп 20-45, яке відрізняється тим, що для подачі рідини у реакційну зону передбачений насос, зокрема насос високого тиску 47 Обладнання за пп 20-46, яке відрізняється тим, що надлишок метанолу випаровується в реакторі паливного типу 44931 Даний винахід стосується способу та обладнання для виробництва метилового ефіру жирної кислоти, більш конкретно, дизельного палива для транспортних засобів, суть якого потягає у тому, що насичені і ненасичені вищі жирні речовини рослинного або тваринного походження з'єднують із сильнодіючим лужним розчином, зокрема розчином калію, і розчиняють у спирті наприклад, метанолі, при цьому створюють умови для забезпечення хімічної рівноваги обох зазначених вище компонентів шляхом емульгування суміші в реактивній зоні з ділянкою відокремлення фази де жири піддають трансетерифікації з одержанням метилового ефіру жирної кислоти, і при досягненні стану хімічної рівноваги від метилового ефіру жирної кислоти відокремлюють осади, наприклад, тригліцеридів, гліцерину, мила нетрансетерифікованих жирів та інших речовин ВІДОМІ способи, при яких лужний розчин, змішаний із спиртом, перемішують із жиром або олією у змішувальній ємності протягом періоду часу від 20 хвилин до 1 години Після, перемішування суміші дають можливість відстоятися Процес осадження (седиментації) триває приблизно від 5 до 8 годин Після завершення процесу седиментації гліцеринову фазу вилучають Після цього рідку фазу, за необхідності, знову з'єднують з лужним розчином калію, змішаним з метанолом, і повторюють операції перемішування та вилучення гліцеринової фази Після ЦЬОГО трансетерифіковану фазу нейтралізують фосфорною кислотою, лимонною кислотою або іншими кислотами у результаті чого осаджують мило і солі калію У деяких випадках здійснюють промивання водою при цьому вода поглинає мило, розчин калію і т п Отриману при цьому фазу також вилучають Після цього можуть бути виконані різноманітні операції очищення Може бути здійснена операція відгону легких фракцій шляхом пропускання потоків повітря назустріч ефіру, що рухається протитечією у баштовому скрубері Недоліком даного способу, принцип дії якого заснований на трансетерифікації під низьким тиском, є надзвичайно тривалий процес виробництва Крім процесів перемішування, тривалі періоди часу необхідні для осадження фаз Крім того, розміщення контейнерів потребує великих виробничих площ Ще одним недоліком є висока вартість громіздких будівельних конструкцій, а також фундаментів Іншим недотіком відомого способу є той факт, що в паливі завжди більшою або меншою мірою присутні забруднення З научно-технічної літератури (Fable and Regitz, ROMPP Chemie Lexicon, 9-е видання, том 2 George Thieme Verlag Stuttgart-New York, 1990, crop 1343) відомий спосіб виробництва метилового спирту жирної кислоти, в якому після седиментації гліцеринового розчину в сепараторі з метою очищення та фракціонування метиловою ефіру, якщо це необхідно, виконують дистиляцію При цьому швидкість реакції трансетерифікації може бути збільшена підвищенням температури а також за допомогою лужних або кислотних каталіза торів Недоліком цього способу є те, що осаджена фаза гліцеринового розчину в сепараторі і навіть можливість скорочення часу проходження реакції відчутно не знижують тривалості виробничого процесу у порівнянні із згаданим вище рівнем техніки Патентний документ AT-PS397777 розкриває спосіб очищення неочищеного ефіру рослинної олії шляхом лужної трансетерифікації Процес трансетерифікації здійснюють при наявності над тишку метанолу та з додаванням їдкого калію як каталізатора Неочищений ефір рослинної олії обробляють водяною парою, у результаті чого одержують гліцеринову фазу, яку потім вилучають Даний спосіб передбачає інтенсивне перемішування з метою трансетерифікації, а дистильований спирт може бути повторно використаний після регенерації В ДИСТИЛЯЦІЙНІЙ КОЛОНІ ВІДОМІ також ІНШІ способи, принцип роботи яких заснований на трансетерифікації при високому тиску При здійсненні таких способів процес трансетерифікації виконують в автоклаві протягом досить короткого періоду часу Недоліком таких способів та обладнання для їх здійснення є те, що рентабельне (економічне) виробництво метилового ефіру жирної кислоти, наприклад, як дизельного палива для транспортних засобів, у цьому випадку абсолютно неможливе Відомо спосіб трансетерифікації, що включає два етапи Безумовно, у цьому випадку вихід придатного продукту як у відношенні КІЛЬКОСТІ, так і у відношенні якості, значно вищий, ніж у способі з одностайним процесом трансетерифікації, проте економічно такий спосіб також невигідний через високу вартість установки і виробничого процесу Технічна задача, яку вирішує даний винахід, полягає у створенні способу та обладнання для виробництва метилового ефіру жирної кислоти, зокрема як дизельного палива для транспортних засобів, які з одною боку, позбавлені недоліків способів, відомих з рівня техніки, а, з іншого боку забезпечують рентабельне виробництво на економічно прийнятній установці, переважно на установці виробничого типу, причому спосіб може бути здійснений також і на невеличких економічних установках Спосіб за даним винаходом відрізняється тим, що поверхні поділу суміші збільшують за рахунок створення умов для високоефективної або динамічної турбулентності Даний винахід забезпечує, насамперед, виробництво дизельного палива, а саме екодизельного або бю-дизельного палива, в екологічно оптимальних умовах виробництва за умови використання усіх ВІДМІТНИХ ознак винаходу, що забезпечують позитивний ефект Ґрунтуючись на даному винаході, можуть бути висунуті переконливі економічні та екологічні аргументи, що стимулюють більш інтенсивні дискусії щодо ролі відновлюваної енергії та ресурсів Використання даного винаходу супроводжується іншими досить несподіваними позитивними ефектами, а саме у сфері організації робіт з вико 44931 8 ристання або утилізації ВІДХОДІВ виробництва, що тиском Високий тиск створює умови для високої забруднюють навколишнє середовище Даний швидкості потоку у вузьких ділянках реакційної винахід дозволяє повторно використовувати або зони, що у свою чергу, призводить до високого утилізувати використану столову олію, організуючу ступеня турбулентності наприикшці вузької ділянекологічно, чисте виробництво Утилізація викорики станої столової олії ВІДПОВІДНО до способу за данВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винаним винаходом можлива без и резервування, заходу трансетерифікацію починають при високому вдяки високому ступеню чистоти кінцевих тиску, а в процесі здійснення трансетерифікацм продуктів тиск знижують Доведено, що протяжність реакційної зони може бути тим коротшою, чим більші виДаний винахід дає можливість прискорити ретрати тиску Доведено також, що втрати тиску акцію шляхом збільшення поверхонь поділу та за стимулюють збільшення поверхонь поділу Перерахунок активних процесів під час тра н сете рифівагою даного винаходу є те, що тиск на початку кацм Завдяки високоефективній потужній динаміпроцесу трансетерифікацм може становити біля чній турбулентності розміри крапель рідких фаз 200бар Природно, це підвищує динаміку турбулезначно знижуються, у результаті чого утворюються нтності Спад тиску супроводжується збільшенням набагато менші за розміром краплі, що призводить поверхонь поділу та підвищенням активності в до значного збільшення поверхонь, що є передуреакційній зоні мовою для більш швидкого досягнення стану хімічної рівноваги Досягнення стану хімічної рівноваги ВІДПОВІДНО ДО ОДНІЄЇ З ВІДМІТНИХ ознак винахоможе відбутися швидше, ніж за хвилину Це приду відокремлення фаз емульсії здійснюється фізизводить до значного скорочення тривалості вирочним шляхом Ефективна технологічна операція бничого процесу Однак спосіб за даним винаходозволяє виділяти окремі фази із суміші, тому відом несумісний з так званим методом дома з рівня техніки фаза осадження більше не седиментації, оскільки тривалість седиментації утворюється механічним способом, наприклад, у повинна бути дуже великою через тонкий розподіл фільтрувальних пристроях, а заміщується раціокрапель нальними, сучасними промисловими методами ВІДПОВІДНО ДО ОДНІЄЇ З ВІДМІТНИХ ознак винахоВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки винаходу меду високоефективна потужна динамічна турбулентиловий ефір жирної кислоти очищають після відотність забезпечується фізичними силами, наприкремлення фаз емульсії У принципі, за допомогою клад, механічними поперечними зусиллями даної технологічної операції може бути одержаний (силами зсуву) Перевага полягає утому, що сили чистий метиловий ефір жирної кислоти зсуву, які можуть створюватися механічним шляВІДПОВІДНО ДО ще однієї з ВІДМІТНИХ ознак дахом, утворюють більш потужну турбулентність, ного винаходу відокремлення фаз емульсії здійсзбільшуючи при цьому КІЛЬКІСТЬ крапель за рахунюють шляхом використання поверхнево-активних нок зменшення їхніх розмірів сил, зокрема при фільтрації У результаті застосування даною способу виділення фаз із суміші заВІДПОВІДНО ДО ІНШОЇ ВІДМІТНОЇ ознаки винаходу безпечується висока економічна ефективність високоефективна потужна турбулентність забезпромисловою виробництва печується завдяки тріщинному (крекінговому) емульгуванню Наявність тріщини забезпечує умови ВІДПОВІДНО ДО ще однієї з ВІДМІТНИХ ознак дадля утворення максимальної витрати проникаючої ного винаходу фази емульсії відокремлюють шлярідини, яка перетворюється у високоефективний хом багатоступінчастої фільтрації На першому турбулентний потік або вир наприкінці тріщини етапі відокремлюють гліцеринову фазу, суть другої Така турбулентність потоку або вир призводить до операції полягає у відокремленні тригліцеридів у збільшення поверхонь поділу вигляді осаду Під час третього етапу виділяють метанол з метилового ефіру жирної кислоти При ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винацьому розроблений з цією метою фільтрувальний ходу високоефективна потужна динамічна турбупристрій може бути поданий у вигляді фільтра з лентність створюється шляхом механічного емульпоперечною течією потоку Застосовуючи дану гування, наприклад, у завихрювачеві (турбуляюрі) технологічну операцію, виникає можливість для У даному випадку така турбулентність потоку або виконавця будь-якої КІЛЬКОСТІ етапів фільтрування вир також приводять до збільшення поверхонь та забезпечення будь-якого заданого ступеня поділу у суміші очищення Таким чином, створюються цілком реаВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винальні передумови для організації виробництва літходу високоефективна потужна турбулентність нього або зимового дизельного палива, так званої забезпечується завдяки порожнинному (кавітаційо еко-дизельного або бю-дизельного палива, у ному) емульгуванню При даній технологічній опезалежності від особливостей ланцюга жирної кисрації тривалість реакції може бути додатково сколоти рочена, оскільки при такій оптимізацм дня здійснення процесу потрібно не більше 20 секунд ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винаходу для фільтрації використовують фільтри, наВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винаприклад, ультра- і/або нано- і/або мікрокласу, виходу значні поверхні поділу створюються за допоготовлені із застосуванням мембранної технології могою ультразвуку 3 використанням ультразвукоЗ використанням передових технологій такі фільтвого пристрою збільшені поверхні поділу можуть ри гарантують безвідмовну роботу, на підставі утворюватися в реакційній зоні шляхом додатковочого вони прості в експлуатації та обслуговуванні го подрібнення крапель ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винаВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винаходу транс етерифікацію виконують під високим ходу для фільтрації використовують ліпофільні 44931 10 (поглинаючі жир) і/або гідрофільні (поглинаючі одній ємності для сильнодіючого лужного розчину вологу), і/або амфотерні (двобічної дії) фільтри та спирту, а також щонайменше одну змішувальну Вид фільтра обирають, виходячи з особливостей ємність для складання суміші, а також тим що його призначення обладнання включає пристрій для відокремлення фаз емульсії в низхідному потоці, починаючи від ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винареактивної зони За допомогою обладнання задаходу відокремлення фаз емульсії здійснюють ХІМІним винаходом насамперед забезпечується можЧНИМ шляхом Такий спосіб відокремлення сприятливість ефективного здійснення способу, ВІДПОВІДливий для відокремлення фаз, оскільки відомий з НО до винаходу, без викидів, забруднюючих рівня техніки період часу седиментації може бути навколишнє середовище Обладнання за винахоскорочений до декількох хвилин дом має переваги, які полягають у тому, що воно ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винаможе бути змонтоване на невеличких виробничих ходу багатофазову дистиляцію здійснюють відразу площах та з незначними фінансовими витратами після того, як забезпечують стан хімічної рівноваПри цьому обладнання за даним винаходом може ги, яка можлива після відокремлення фаз емульсії бути реалізоване у вигляді рентабельної промисДистиляцію можуть здійснювати безпосередньо лової установки (заводу) після досягнення стану хімічної рівноваги у результаті чого одержують можливість одночасного ВІДПОВІДНО ДО ОДНІЄЇ З ВІДМІТНИХ ознак даного вилучення метанолу Однак здійснення дистиляції винаходу реакційна зона включає стаціонарний можливе і після фільтрації перемішувальний пристрій Завдяки використанню конструкції за данним винаходом, за допомогою ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винапростого пристрою може бути забезпечена висоходу багатофазову дистиляцію виконують з вклюкоефективна потужна динамічна турбулентність ченням щонайменше однократної операції вакуудля одержання фази трансетерифікацм Стандармної дистиляції Завдяки використанню такої тний пристрій виявився дуже ефективним при його операції створюють можливості для цілеспрямовикористанні у комплекті обладнання заданим ваного відокремлення окремих речовин, у резульвинаходом таті чого завдяки використанню вакууму можуть знижувати температуру, при якій проводять проВІДПОВІДНО ДО ІНШОГО прикладу здійснення цес У принципі, з'являється можливість одержанконструкції за данимвинаходом стаціонарний пеня чистого метилового ефіру жирної кислоти вже в ремішувальний пристрій переважно складається з процесі дистиляції труби, наповненої кульками різних розмірів і/або включаючи різні пристрої, що чинять опір потокові, ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винащо рухається, типу відбивних перегородок, лопаходу багатофазову дистиляцію здійснюють з тей і т п Такий пристрій може бути легко змонтовключенням у процес щонайменше однократної ваний і не потребує великих витрат на технічне операції випарювання, зокрема випарювання у обслуговування при його експлуатації Турбулентнизхідному потоці При такому випарюванні забезність утворюється насамперед у потоці суміші, що печують більш ефективне відокремлення заданих швидко рухається, навколо кульок, які зустрічасубстанцій ються на його шляху ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винаходу багатофазову дистиляцію здійснюють з ВІДПОВІДНО ДО ОДНІЄЇ З ознак даного винаходу включенням щонайменше однократної операції реактивна зона включає пристрій для динамічного випарювання, зокрема тонкошарового випарюванемульгування Оскільки в реактивній зоні повинна ня Такий метод випарювання також дозволяє бути виготовлена емульсія, тобто рідина з двома здійснювати цілеспрямоване відокремлення субфазами, що утримуються в рідині у результаті станцій броунівського руху, подібний пристрій придатний для дуже швидкого вирішення поставленої задачі ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винаходу багатофазову дистиляцію здійснюють з ВІДПОВІДНО ДО ще одного прикладу здійснення включенням у процес фракційної конденсації Законструкції за винаходом як пристрій для емульгувдяки використанню даної операції з'являється вання використовують пристрій для крекінгового можливість досягнення заданого ступеня очищенемульгування Перевагою такого пристрою є можня завдяки використанню будь-якого числа техноливість вільного вибору ширини і/або довжини логічних операцій У результаті, цілком здійснентріщини, у залежності від поставлених задач У ним виявляється процес виробництва літнього або результаті виникає можливість дії на турбулентні зимового дизельного палива (еко-дизельного або потоки або вири в низхідному потоці від тріщини бю-дизельного палива) у залежності від особливоВІДПОВІДНО ДО ще одною прикладу здійсненні стей ланцюга жирної кислоти конструкції за даним винаходом реакційна зона включає турбулятор Такий пристрій дозволяє ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки виназдійснити сприятливе для проходження процесу ходу нетрансетерифіковані речовини відокремлюзбільшення поверхонь поділу протягом короткого ють і повертають у потік жирів, розташований випроміжку час ще за течією від реакційної зони Це підвищує вихід екологічно чистого палива, одержаного з ВІДПОВІДНО ДО ВІДМІТНОЇ особливості конструкції вихідного матеріалу, що завантажується за даним винаходом реакційна зона включає пристрій, що об'єднує у собі функції пристрою для Технічна задача за даним винаходом реалізукрекінгового емульгування і турбулятора Такий ється, незалежно, в обладнанні для здійснення пристрій може складатися, наприклад, з двох дисописаного вище способу Обладнання за даним ків, що рухаються відносно один одною У резульвинаходом відрізняється тим, що включає щонайтаті чого емульсія вводиться в середній частині менше один контейнер для жирів і щонайменше по 11 44931 12 одного з дисків Перевагою такою пристрою можна вище матеріалів формується покривний шар мевважати можливість досягнення надзвичайно котилового ефіру жирної кислоти, який запобігає роткого періоду проходження реакції проходженню, наприклад, гліцеринової фази Гліцериновий шар не формується як покривний шар ВІДПОВІДНО ДО ВІДМІТНОЇ особливості конструкції на шарі з двоокису титану або двоокису цирконію за даним винаходом реакційна зона включає пристрій для кавітаційного емульгування Перевагою ВІДПОВІДНО ДО ще одного прикладу здійснення такого пристрою можна вважати можливість досяконструкції за винаходом шар, що діє за типом гнення найбільш короткого періоду проходження мембрани, мас розмір пори у діапазоні нано- і/або реакції без будь-яких якісних або КІЛЬКІСНИХ втрат мікрочисел, зокрема цей розмір може коливатися від 1 до 200 нанометрів Пори з такими розмірами ВІДПОВІДНО ДО ВІДМІТНОЇ особливості конструкції можуть виготовлятися з використанням сучасних за даним винаходом реакційна зона включає ульттехнологій і забезпечувати чудові результати развуковий пристрій Наявність у конструкції ультразвукового пристрою є сприятливою оскільки ВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки винаходу фільпроходження операції трансетерифікацм може трувальний пристрій є або являє собою фільтр у бути прискорене завдяки збільшенню поверхонь вигляді молекулярного сита або мембрану у виподілу гляді молекулярного сита Несподіванкою виявилося те, що за допомогою таких спеціальних фільВІДПОВІДНО ДО ВІДМІТНОЇ ознаки даного винахотрів можливе також відокремлення ду пристроєм для відокремлення фаз емульсії є нетрансетерифікованих жирів від метилового ефіфільтраційний пристрій Завдяки такому пристрою ру жирної кислоти може бути забезпечене відокремлення індивідуальних фаз суміші, у результаті чого відома з рівня ВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки винаходу фільтехніки поява осадженої фази більше не є необтрувальні пристрої сконструйовані на різні фази У хідністю, традиційною для механічних пристроїв залежності від заданого ступеня чистоти метилОсадження замінене технологічними операціями, ового ефіру жирної кислоти декілька фільтрів моякі здійснюються з використанням сучасного ефекжуть бути встановлені послідовно або паралельтивного промислового обладнання, установок і но пристроїв ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки винаВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки винаходу як ходу пристрій дистиляції, що складається із щофільтраційний пристрій використано мембранний найменше одного випарника та одного конденсафільтр, фільтрувальний процес в якому проходить тора, встановлено на ДІЛЯНЦІ, розташованій по в зоні його поверхні, а принцип роботи заснований ходу низкохідного потоку від реакційної зони або, на мембранній технології Такий пристрій забезпещо цілком можливе, у низхідному потоці від причує оптимальні ЯКІСНІ та КІЛЬКІСНІ результати строю відокремлення фази Пристрій дистиляції, ВІДПОВІДНО до винаходу, також дає можливість ВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки винаходу мемефективно реалізувати спосіб за даним винахобранний фільтр складається з пористої несучої дом основи і шару, нанесеного на цю основу, який діє за типом мембрани При використанні такого мемВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки винаходу як бранного фільтра установка може працювати з випарник використаний випарник, встановлений максимальною ефективністю в найкращому енерна ДІЛЯНЦІ, розташованій в зоні низхідного потоку гозберігаючому режимі Безумовно, мембранний Даний випарник вигідно відрізняється тим, що тепфільтр може бути сконструйований у вигляді таріло, яке надходить, може бути оптимально викорилки стане Можливе також випаровування у вакуумі ВІДПОВІДНО ДО ВІДМІТНОЇ особливості конструкції ВІДПОВІДНО ДО те одного варіанта конструкції за даним винаходом несуча основа фільтра розза даним винаходом як випарник використаний роблена у вигляді труби Перевагою такої конструтонкоплівковий випарник За допомогою такого кції є забезпечення гарантії одержання безперервипарника можливе також випаровування у вакуувного технологічного потоку навіть при різних мі Крім того, за допомогою даного пристрою заобсягах, що вводяться безпечуються оптимальні результати при використанні даного винаходу ВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки винаходу несуча основа мембранного фільтра виготовлена, наВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної конструктивприклад, з окису алюмінію, пористою скла або синої ознаки винаходу як випарник використовується лікату Одержано підтвердження того, що такі роторний випарник з потоком, що обертається матеріали надзвичайно легко обробляються і не Завдяки відцентровій силі, що розвивається в ровтрачають своїх властивостей у процесі обробки торному випарнику, плівка, яка виникає при обертанні потоку, стоншується до такої міри, що устаВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки винаходу шар, новка може працювати з максимальною що діє за типом мембрани, має ліпофільні і/або ефективністю та оптимальним використанням гідрофільні, і/або амфотерні властивості Добір енергії подібних властивостей забезпечує можливість визначення, яка фаза суміші проходить крізь ВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки даного винахофільтр, а яка залишається на робочій поверхні у ду є пристрій відокремлення фаз (сепаратор), розвигляді осаду ташований в зоні низхідного потоку від пристрою дистиляції При використанні пристрою відокремВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної ознаки виналення фаз легко можуть бути зібрані осади, наприходу шар, що діє за типом мембрани, виготовлеклад, гліцерину і визначена якість продукту У заний наприклад, з двоокису титану, двоокису цирлежності від встановленої якості визначається конію, силікону (кремнію) або силіконових наступна операція (кремнієвих) сполук і т п На шарі із зазначених 13 ВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки даного винаходу є пристрій відокремлення фаз (сепаратор), розташований в зоні низхідного потоку від пристрою відокремлення фаз емульсії При використанні пристрою відокремлення фаз легко можуть бути зібрані осади, наприклад, гліцерину і визначена якість продукту У залежності від встановленої якості визначається наступна операція ВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки даного винаходу пристрій відокремлення фаз (сепаратор) приєднаний до сполучної труби, що веде від контейнера для жирів до реакційної зони Якщо аналіз речовин в зоні відокремлення фаз показує, що ще є нетрансетерифіковані жири, останні повинні бути повторно трансетерифіковані Це збільшує вихід готової продукції ВІДПОВІДНО ДО ще однієї відмітної конструктивної ознаки винаходу для подачі рідини в реакційну зону використовуйся насос, зокрема насос високого тиску Наявність у конструкції за винаходом насоса високого тиску було визнано сприятливою ознакою, оскільки турбулентність, при якій відбувається трансетерифікація ІНІЦІЮЄ у цьому випадку потужні динамічні сили і, таким чином збільшує поверхні поділу ВІДПОВІДНО ДО ще однієї ознаки даного винаходу надлишок метанолу випаровується в реакторі паливного типу При цьому метанол вилучається з метилового ефіру Більш докладно винахід пояснений на основі прикладів здійснення, поданих на кресленнях на фіг 1 показана схема технологічного процесу з використанням пристрою дистиляції, на фіг 2 показана схема технологічного процесу з використанням фільтраційного пристрою Слід мати на увазі, що однакові пристрої або стани, описані у прикладах конкретною здійснення винаходу з посиланнями на ілюстративний матеріал, ідентифіковані тими ж позиціями і мають такі ж найменування, що й у повному описі Крім того, окремі ознаки наведених прикладів конкретною здійснення можуть самостійно представляти незалежні вирішення в обсязі захисту даною винаходу ВІДПОВІДНО ДО ФІГ 1 контейнер 1 містить високо насичені та ненасичені жири рослинного або тваринного походження Ємність 2 призначена для сильнодіючого лужного розчину, наприклад, розчину калію, тоді як інша ємність 3 призначена для спирту, наприклад, метанолу Лужний розчин розчиняють у спирті, причому дану операцію проводять у змішувальній ємності 4 Для змішування лужною розчину зі спиртом змішувальна ємність 4 обладнана перемішувальним пристроєм 5 Змонтовані лінії 6 подачі вихідних речовин у ємності 2 і З обладнані регулюючою трубопровідною арматурою 7 Контейнер 1 з жирами та змішувальною ємністю 4 сполучені із зоною трансетерифікації 8 за допомогою сполучних трубопроводів 9 і 10 Сполучні трубопроводи 9 і 10 додатково обладнані регулюючою трубопровідною арматурою 7, а насос високого тиску 11 призначений для підведення жирів та розчину у зону трансетерифікації 8 Зона трансетерифікації або реакційна зона 8 включає стаціонарний перемішувальний пристрій 12 який у даному прикладі конкретного здійснення поданий у вигляді труби 13, заповненої кульками 44931 14 14 різних розмірів При цьому труба 13 може бути додатково обладнана такими пристроями, як перегородки, лопай і т п Статичний змішувальний пристрій 12 утворює завихрення в рідині, призначеній для здійснення трансетерифікації ефіру триосновної кислоти в ефір одноосновної кислоти за допомогою ініціювання високоефективної потужної турбулентності Результатом цієї операції є значне збільшення поверхонь поділу Це досягається шляхом зменшення розмірів крапель рідини, яка піддається трансетерифікації в турбулентному потоці, і як результат, значним збільшенням поверхні поділу Оскільки трансетерифікація є реакцією, що відбувається на поверхні поділу, інтенсивність реакції ВІДПОВІДНО зростає при збільшенні площі цієї поверхні, тому виникають передумови для дуже швидкого досягнення стану хімічної рівноваги Для керування процесом (регулювання періоду часу проходження реакції") процес здійснюють при заданих температурах або, починаючи під високим тиском, знижують тиск у міру ведення процесу Збільшення поверхонь поділу можливе також за допомогою ультразвуку Тому найвищою мірою доцільно обладнати реакційну, зону ультразвуковим пристроєм Рідину у стані хімічної рівноваги и подають у пристрій 15 дистиляції по трубопроводу 17 За необхідності пристрій 16 для відводу метанолу, наприклад, випарник у низхідному потоці може бути встановлений на трубопроводі 17 в зоні, розташованій по ходу течи потоку вище від пристрою дистиляції 15 Пристрій дистиляції 15 складається щонайменше з одного випарника та одного конденсатора, у результаті чого пристрій дистиляції 15 може працювати як вакуумний пристрій дистиляції Отримані речовини, наприклад, метиловий ефір жирної кислоти, ВІДПОВІДНО, відводяться із зон 18 пристрою дистиляції 15 Безумовно, можуть бути використані різні види випарників, наприклад, випарник у низхідному потоці, тонкоплівковий випарник, роторний випарник з потоком, що обертається, та ІНШІ Крім того пристрій дистиляції 15 може також включати пристрій для фракційної конденсації При використанні такого пристрою, як пристрій дистиляції 15, може регулюватися ступінь чистоти метилового ефіру жирної кислоти Неетерифіковані речовини відокремлюються і збираються у пристрій відокремлення фаз 19 який сполучений з пристроєм дистиляції 15 за допомогою трубопроводу 20 Трубопровід 20 обладнаний насосом 21 для подачі згаданих вище речовин у пристрій відокремлення фаз 19 Зазначені речовини піддаються аналізу у пристрої відокремлення фаз 19, після чого піддаються ВІДПОВІДНІЙ подальшій обробці При необхідності частина нетрансетерифікованих речовин по трубопроводу 22 насосом 23 повергається у ділянку перебування жирів, розташовану в зоні, яка по ходу руху потоку розміщена вище реакційної зони 8 Певна частина речовин відводиться з пристрою відокремлення фаз за допомогою пристрою регенерації ВІДПОВІДНО ДО ФІГ 2 контейнер 1 містить високо 15 насичені та ненасичені жири рослинного або тваринного походження Більше того, є також ємність 2, призначена для сильнодіючого лужного розчину, наприклад, розчину калію і інша ємність 3, призначена для спирту, наприклад, метанолу Лужний розчин розчиняють в спирті, причому дану операцію проводять у змішувальній ємності 4 Для змішування лужною розчину зі спиртом змішувальна ємність 4 обладнана перемішувальним пристроєм, 5 Змонтовані лінії 6 подачі вихідних речовин у ємності 2 і 3 обладнані регулюючою трубопровідною арматурою 7 Контейнер 1 з жирами та змішувальною ємністю 4 сполучені із зоною трансетерифікації 8 за допомогою сполучних трубопроводів 9 і 10 Сполучні трубопроводи 9 і 10 додатково обладнані регулюючою трубопровідною арматурою 7, а насос високого тиску 11 призначений для підведення жирів та розчину у зону трансетерифікації 8 Реакційна зона 8 включає пристрій 25 для динамічного емульгування, у даному прикладі конкретного здійснення винаходу виконаний у вигляді трубчастого змійовика 26, заповненого кульками різних розмірів При цьому труба 26 може бути додатково обладнана такими пристроями як перегородки, лопаті та іншими пристроями, що чинять опір потокові, що рухається Пристрій для емульгування 25 утворює завихрення в рідині, призначеній для здійснення транс етерифікації ефіру триосновної кислоти в ефір одноосновної кислоти за допомогою ініціювання високоефективної потужної турбулентності Результатом цієї операції є значне збільшення поверхонь поділу Це досягається шляхом зменшення розмірів крапель рідини, яка піддасться трансетерифікації в турбулентному потоці, і як результат, значним збільшенням поверхні поділу Оскільки трансетерифікація є реакцією, що відбувається на поверхні поділу, інтенсивність реакції ВІДПОВІДНО зростає при збільшенні площі цієї поверхні, тому виникають передумови для дуже швидкого досягнення стану хімічної рівноваги Замість пристрою для динамічного емульгування 25 може бути використаний турбулятор або пристрій для емульгування крекінгового типу, або пристрій, що об'єднує у собі властивості яктурбулятора так і пристрою для емульгування крекінгоамфотеричні властивості, у результаті чого розмір пори знаходиться в діапазоні нановеличин Неетерифіковані речовини відокремлюються і збираються у пристрої відокремлення фаз 19, який сполучений з пристроєм дистиляції 15 за допомогою трубопроводу 20 Трубопровід 20 обладнанний насосом 21 для подачі згаданих вище речовин у пристрій відокремлення фаз 19 Зазначені речовини піддаються аналізу у пристрої відокремлення фаз 19, після чого піддаються ВІДПОВІДНІЙ подальшій обробці При необхідності частина нетрансетерифікованих речовин по трубопроводу 22 насосом 23 повертається у ділянку перебування жирів, розташовану в зоні, яка по ходу руху потоку розміщена вище реактивної зони 8 Певна частина речовин відводиться з при 44931 16 вого типу Більше того, може бути використаний пристрій дляемульгування кавітаційного типу Безумовно, більш прийнятним є використання двох або більше пристроїв для емульгування, встановлених послідовно або паралельно Збільшення поверхонь поділу можливе також за допомогою ультразвуку Тому найвищою мірою доцільно обладнувати реакційну зону ультразвуковим пристроєм Для керування процесом (тобто для регулю1 вання періоду часу проходження реакції ) процес здійснюють при заданих температурах, наприклад, від 40 до 70°С або, починаючи під високим тиском знижують тиск у міру ведення процесу Може бути також обраний діапазон температур, при яких надлишок метанолу випаровується в реакторі паливного типу, а ефір метанолу таким чином виявляється очищеним від метанолу Рідину у стані хімічної рівноваги подають у пристрій 27 для відокремлення фаз рідини, яка проходить по трубопроводу 17 За необхідності пристрій 28 для визначення тиску може бути встановлений на трубопровід 17 в зоні, розташованій по ходутечи потоку вище від пристрою 27 Пристрій 27 складається щонайменше з одного фільтрувального пристрою 29 ВІДПОВІДНО, ДО конструкції пристрою 27 окремі фази, наприклад, метиловий ефір жирної кислоти відокремлюються і відводяться в зоні регенерації ЗО Гліцеринова фаза може бути відведена для подальшого використання в зоні регенерації 31 ВІДПОВІДНО ДО конструкції фільтрувального пристрою 29 ступінь очищення метилового ефіру жирної кислоти може регулюватися Безумовно, метиловий ефір жирної кислоти може піддаватися подальшій обробці в очисному пристрої 32, розташованому в низхідному потоці Доцільно обладнати фільтрувальний пристрій 29 фільтром типу молекулярного сита Фільтрувальний пристрій 29 являє собою мембранний фільтр, виготовлений з використанням мембранної технологи, і складається з пористої несучої основи, виконаної, наприклад, з окису алюмінію, сконструйований переважно у вигляді труби, і шару, нанесеного на цю основу, наприклад, шару з двоокису титану Зазначений шар може мати строю відокремлення фаз 19 за допомогою пристрою регенерації Наприкінці слід зазначити, що для кращої наочності окремі вузли та деталі конструкції подані на кресленнях без додержання правил масштабу і пропорцій Окремі ознаки прикладу конкретного здійснення обладнання за даним винаходом можуть станови предмет окремого винаходу як самостійно, так і в поєднанні з іншими ознаками Зокрема, окремі конструктивні вирішення, показані на кресленнях, можуть стати предметом окремої о незалежної о вирішення ВІДПОВІДНО до даного винаходу Релевантні функції та вирішення можна виявити в докладному описі цих креслень 17 44931 Фіг І ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90