Способ получения моторного топлива (биодизеля)

Способ получения моторного топлива (биодизеля)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу получения моторного топлива (биодизеля) из растительных и животных жиров.

Известны способы получения углеводородов, используемых в качестве дизельных моторных топлив - биодизеля, из растительных и животных жиров (см. патенты РФ №2521343, РФ №2412236, РФ №2528778, РФ №2491325, РФ №2440405, РФ №2467056, РФ №2426770) методом переэтерефикации, с применением спиртов и катализаторов, взятые за аналоги.

Недостатком указанных способов является то, что в результате реакции переэтерификации получаются эфиры, которые уступают нефтяному дизельному топливу по цетановому числу и теплоте сгорания, поэтому биодизель в виде эфиров используют только в качестве добавки к нефтяному дизельному топливу.

Известен способ получения дизельного топлива из растительного масла и установка для его осуществления по патенту РФ №2346027, включающий гидрокрекинг триглицеридов жиров, в присутствии реагентов: водородосодержащего газа (ВСГ) и катализатора, взятый за прототип.

Указанный способ позволяет получать биодизель с большим цетановым числом, чем у эфиров, что положительно сказывается на эксплуатационных характеристиках топлива.

Однако он имеет недостатки: сложность технологического оформления, наличие ВСГ и катализатора, процесс идет при температуре +250…+350°С и давлении 2…5 МПа, что повышает энергозатраты и снижает энергоэффективность способа.

Задача изобретения - упрощение способа получения биодизеля и повышение его энергоэффективности.

Эта задача решается тем, что растительный и (или) животный жир, имеющий кинематическую вязкость не более 8,5 сСт, при температуре не более +95°С вводят в проточное многоступенчатое гидродинамическое кавитационное устройство, в зону кавитации воды, которая при этом диссоциирует на водород, перекись водорода и озон, являющиеся реагентами гидрокрекинга триглицеридов жиров, соотношение жиров и воды составляет 10:1…3, а температура в кавитационном устройстве, выполненном в виде насоса-кавитатора, составляет не более +95°С, полученную смесь разделяют, выделяя биодизель и разделяя шлам и воду, которую направляют по линии рецикла в насос-кавитатор, с дополнительной подпиткой воды от внешнего источника.

Для увеличения производительности способа кавитационное устройство состоит из нескольких насосов-кавитаторов, соединенных последовательно, при этом линия рецикла воды соединяет последний из ряда насосов-кавитаторов с первым.

Кроме того, для ускорения процесса вода содержит поверхностно-активное вещество (ПАВ) деэмульгирующего действия в количестве 0,7…2,0 об. % на воду.

На фиг. 1 изображена структурная схема способа, включающая: насос-кавитатор 1, разделитель смеси 2, линию рецикла воды 3, смеситель 4, шламосборник 5, подпитку воды 6, зону кавитации воды 7.

На фиг. 2 изображена схема работы насоса-кавитатора.

На фиг. 3 изображено сечение А фиг. 2.

На фиг. 4 изображено сечение Б фиг. 2.

Насос-кавитатор включает: корпус 8, ступени повышения скорости потока 9…13, каждая из которых, в свою очередь, включает неподвижное направляющее устройство 14…18, центробежную турбину 19…23, закрепленную на валу 24, соединенном муфтой 25 с электроприводом 26, а также входной 27 и выходной 28 фланцы корпуса.

Насос-кавитатор работает следующим образом: при заполненном внутреннем объеме корпуса 8 смесью растительного и (или) животного жира и воды, при включенном электроприводе 26, вращение последнего передается через муфту 25 валу 24 и турбинам 19…23, при этом скорость потока 29 увеличивается от ступени 9 до ступени 13. Поток 29 проходит через каналы центробежных турбин и конфузорные каналы направляющих устройств, достигая критического значения скорости, при которой наступает режим гидродинамической кавитации воды с образование химических реагентов:

5Н₂O=4Н₂+Н₂O₂+О₃,

участвующих в гидрокрекинге триглицеридов растительных и (или) животных жиров с образованием биодизеля.

Пример осуществления способа

Собрана схема установки по фиг. 1. Проведена обработка смеси рапсового масла и воды в соотношении 10:2, при температуре смеси, равной +40°С в течение 30 минут. Проведено отделение биодизеля методом центрифугирования. Проведено исследование биодизеля для определения цетанового числа, значение которого равнялось 53.

1. Способ получения моторного топлива (биодизеля), включающий гидрокрекинг триглицеридов жиров в присутствии реагентов, отличающийся тем, что растительный и (или) животный жир, имеющий кинематическую вязкость не более 8,5 сСт, при температуре не более +95°С вводят в проточное многоступенчатое гидродинамическое кавитационное устройство, в зону кавитации воды, которая при этом диссоциирует на водород, перекись водорода и озон, являющиеся реагентами гидрокрекинга триглицеридов жиров, при этом соотношение жиров и воды составляет 10:1…3, а температура в кавитационном устройстве, выполненном в виде насоса-кавитатора, составляет не более +95°С, полученную смесь разделяют, выделяя биодизель, разделяя шлам и воду, которую направляют по линии рецикла в насос-кавитатор, с дополнительной подпиткой воды от внешнего источника.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кавитационное устройство состоит из нескольких насосов-кавитаторов, соединенных последовательно, при этом линия циркуляции воды соединяет последний из ряда насосов-кавитаторов с первым.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вода содержит поверхностно-активное вещество (ПАВ) деэмульгирующего действия в количестве 0,7…2,0 об. % на воду.