EA027246B1 - Однореакторный способ производства биодизельного топлива и смесей эфиров глицерина, которые могут быть использованы в качестве биодизельного топлива - Google Patents

Однореакторный способ производства биодизельного топлива и смесей эфиров глицерина, которые могут быть использованы в качестве биодизельного топлива Download PDF

Info

Publication number
EA027246B1
EA027246B1 EA201591271A EA201591271A EA027246B1 EA 027246 B1 EA027246 B1 EA 027246B1 EA 201591271 A EA201591271 A EA 201591271A EA 201591271 A EA201591271 A EA 201591271A EA 027246 B1 EA027246 B1 EA 027246B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
oil
formula
acids
alkyl
butyl
Prior art date
Application number
EA201591271A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201591271A1 (ru
Inventor
Джованни Николози
Кармело Драго
Леонарда Франческа Лиотта
Валерия Ла Парола
Мария Луиза Теста
Original Assignee
Консильо Национале Делле Ричерке
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Консильо Национале Делле Ричерке filed Critical Консильо Национале Делле Ричерке
Publication of EA201591271A1 publication Critical patent/EA201591271A1/ru
Publication of EA027246B1 publication Critical patent/EA027246B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C10L1/026—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122—Incoherent waves
    • B01J19/126—Microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122—Incoherent waves
    • B01J19/129—Radiofrequency
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01—Preparation of ethers
    • C07C41/09—Preparation of ethers by dehydration of compounds containing hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01—Preparation of ethers
    • C07C41/14—Preparation of ethers by exchange of organic parts on the ether-oxygen for other organic parts, e.g. by trans-etherification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/24—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or derivatives thereof with a carbon-to-oxygen ether bond, e.g. acetal, tetrahydrofuran
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/28—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/297—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/185—Ethers; Acetals; Ketals; Aldehydes; Ketones
    • C10L1/1852—Ethers; Acetals; Ketals; Orthoesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/003—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fatty acids with alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/02—Inorganic or organic compounds containing atoms other than C, H or O, e.g. organic compounds containing heteroatoms or metal organic complexes
    • C10L2200/0254—Oxygen containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/04—Organic compounds
    • C10L2200/0461—Fractions defined by their origin
    • C10L2200/0469—Renewables or materials of biological origin
    • C10L2200/0476—Biodiesel, i.e. defined lower alkyl esters of fatty acids first generation biodiesel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2270/00—Specifically adapted fuels
    • C10L2270/02—Specifically adapted fuels for internal combustion engines
    • C10L2270/026—Specifically adapted fuels for internal combustion engines for diesel engines, e.g. automobiles, stationary, marine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/34—Applying ultrasonic energy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/36—Applying radiation such as microwave, IR, UV
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу превращения исходного материала, содержащего один или более триглицеридов жирных кислот в смесь, содержащую один или более алкильных эфиров жирных кислот и t-алкильные эфиры глицерина, включающему взаимодействие указанного сырья с соединением формулы (I)R-O-R(I),в которой Rпредставляет собой алкил, алкенил или алкинил, содержащий 1-18 атомов углерода; R представляет собой Н или третичную алкильную группу, в котором взаимодействие происходит в присутствии кислотного катализатора переэтерификации при облучении микроволновым излучением, и/или ультразвуком, и/или радиоволнами.

Description

Настоящее изобретение относится к однореакторному способу превращения масел и жиров различного происхождения в смеси, содержащие метиловые эфиры жирных кислот и трет-бутиловые эфиры глицерина, которые могут быть использованы в качестве биодизельного топлива.
Биодизельное топливо представляет собой нетоксичное, биологически разлагаемое альтернативное топливо, получаемое из возобновляемых источников. Выхлопные газы, выделяющиеся при сгорании биодизельного топлива, не содержат серу и содержат меньшее количество твердых частиц, чем для традиционного дизельного топлива; поэтому биодизельное топливо является отличной альтернативой ископаемым видам топлива в силу снижения выбросов парниковых газов. Биодизельное топливо представляет собой смесь метиловых эфиров жирных кислот (РАМЕ), полученную в результате реакции переэтерификации растительных масел, главным образом триглицеридов, метанолом в присутствии кислоты, основания или ферментативного катализа.
Реакция переэтерификации спиртом приводит к образованию РАМЕ и глицерина. Глицерин, производимый в ходе превращения, должен быть удален из реакционной смеси или возвращен в производство с помощью дальнейшего превращения. Производство глицерина, следовательно, имеет значительное влияние на экономику процесса.
Глицерин используется в синтезе акролеина, пропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицериновой кислоты и карбоната глицерина. Тем не менее, ввиду огромного количества глицерина, получаемого в настоящее время, наиболее удобным использованием может быть преобразование его в топливные присадки. Для этой цели, для того, чтобы сделать глицериновое летучее соединение, были разработаны процессы прямого ацетилирования, катализируемые АтЬег1ук(-15®, мезоструктурированным силикагелем, функционализированным сульфогруппами, и гидроксилированными фторидами магния, для получения триацетина удовлетворительным образом. Однако этерификация глицерина остается наилучшим решением для производства добавок как двигателей внутреннего сгорания, так и для дизельных двигателей. В частности, трет-бутиловые эфиры глицерина (ТБЭГ) на данный момент являются наиболее широко используемыми, наиболее удобными являются диэфиры, так как моноэфиры менее растворимы в обычных видах топлива, в то время как триэфиры не являются особенно экономичными вследствие высокого количества изобутена, необходимого для их получения.
При синтезе ТБЭГ, осуществляемом с использованием изобутена или ΐ-бутанола в качестве реагента, кислотность катализатора имеет решающее значение, и в данном контексте были изучены катализаторы, такие как серная кислота или мезоструктурированный силикагель, функционализированный сульфогруппами (ТА. Ме1его е( а1. Айуапсек ίη (Не §уиШек15 апй Са1а1уйс АррПсайопк оГ Огдапоки1ГотсРипсйопаП/ей МекокйисШгей МаЮпаК СНет. Кеу., 106, 2006, 3790; ТА. Ме1его е( а1., Ас1й-са1а1у/ей е(НепПсаНоп оГ Ью-д1усего1 апй 1коЬи(у1епе оуег ыйГошс текокйисШгей кШсак. Арр1. Са(а1. А-Оеп., 346 (2008) 44-51; Р. Ргик1ег1 е( а1., Са1а1уНс еШепйсайоп оГ д1усего1 Ьу 1ег1-Ьи1у1 а1соНо1 (о ргойисе охудепа(ей айййшек Гог Шеке1 Гие1. Арр1. Са(а1. А: Оеп., 367 (2009), 77-83).
В патентной заявке \УО 2009/115274 описан способ получения биодизельного топлива, который включает взаимодействие смеси биологического происхождения, содержащей триглицериды жирных кислот, с метил-1-бутиловым эфиром, в присутствии кислотного катализатора, для получения смеси, содержащей метиловые эфиры жирных кислот и ΐ-бутиловые эфиры глицерина. Реакция проводится в две стадии при различных температурах; первая при температуре в диапазоне от 120 до 150°С в течение 2-3 ч, а вторая при температуре в диапазоне от 50 до 100°С в течение 5-6 ч (стр. 8, строки 1-9). Примеры показывают, что превращение глицерина в эфиры составляет от 30 до 40%, и, следовательно, непрореагировавший глицерин должен быть отделен от конечной реакционной смеси.
Было обнаружено, что при облучении реакционной смеси, содержащей триглицериды жирных кислот и метил-1-бутиловый эфир, в присутствии кислотного катализатора электромагнитными волнами, такими как микроволновое излучение, ультразвук и/или радиоволны, происходит почти полное превращение в метиловые эфиры жирных кислот и ΐ-бутиловые эфиры глицерина без образования глицерина. Время реакции также значительно снижается. Этот процесс, следовательно, дает значительные преимущества с промышленной точки зрения, так как он исключает заключительный этап отделения глицерина, и потребление энергии оказывается ниже, чем в известных способах.
Кроме того, было обнаружено, что превращение протекает эффективно с маслами, содержащими большое количество свободных жирных кислот, которые, как правило, ограничивают использование традиционных промышленных способов для производства биодизельного топлива, если масла не подвергаются предварительной обработке для их удаления. Это преимущество подтверждает универсальность данного способа, что позволяет использовать несъедобные и отработанные растительные масла, содержащие некоторое количество свободных жирных кислот, такие как использованное масло для жарки из индустрии общественного питания.
Задачей настоящего изобретения является способ превращения сырья, содержащего один или более триглицерид жирных кислот, в смесь, содержащую один или более алкильный эфир жирных кислот и ΐалкильные эфиры глицерина, включающий взаимодействие указанного сырья с соединением формулы (I)
- 1 027246 в которой
К1 представляет собой алкил, алкенил или алкинил, содержащий 1-18 атомов углерода; К представляет собой Н или третичную алкильную группу формулы (II)
,ш
Κιν и Κν независимо представляют собой линейную или разветвленную алкильную, в которой К алкенильную или алкинильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода;
в которой указанное взаимодействие происходит в присутствии кислотного катализатора переэтерификации и при использовании облучения микроволновым излучением, и/или ультразвуком, и/или радиоволнами, при условии, что когда К представляет собой Н, добавляется спирт формулы К-ОН, в котором К является таким, как определено выше, в эквимолярном количестве по отношению к К1-ОН.
К111, К™ и Ю предпочтительно выбирают из группы, состоящей из метил, этил, пропил, изопропил, бутил, ΐ-бутил, этенил, пропенил, изопропенил, бутенил, изобутенил, гексенил, этинил, пропинил и бутинил. К111, К™ и Εν более предпочтительно представляют собой метил.
К предпочтительно представляет собой 1-бутил.
К1 предпочтительно представляет собой метил, этил, пропил, изопропил или бутил. К1 более предпочтительно представляет собой метил.
Реакция схематически изображена на схеме ниже.
в которой К и К1 такие, как определено выше;
К11 представляет собой насыщенную или ненасыщенную ацильную группу, присутствующую в глицериновой структуре структурно-однородным или гетерогенным образом, в качестве примера можно представить трипальмитин или пальмовое масло.
Если К1 представляет собой Н, должно быть добавлено равное количество спирта К1-ОН.
В конкретном случае, в котором биодизельное топливо должно быть получено в виде готовой смеси, триглицерид может быть одним из растительных масел, обычно используемых в производстве биодизельного топлива, и ΐ-бутилметиловый эфир может быть использован в качестве эфира. Если вместо 1бутилового эфира используется соответствующий ΐ-бутиловый спирт, то должно быть добавлено равное количество метанола.
Исходный материал, содержащий один или более триглицерид жирных кислот, может содержать растительные масла, такие как выбранные из следующей группы: кокосовое масло, кукурузное масло, хлопковое масло, оливковое масло, пальмовое масло, арахисовое масло, рапсовое масло, каноловое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, соевое масло, подсолнечное масло, миндальное масло, масло орехов бука, масло кешью, масло лесного ореха, масло макадамии, кедровое масло, фисташковое масло, масло грецкого ореха, масла цитрусовых, масло грейпфрута, лимонное масло, апельсиновое масло, касторовое масло, конопляное масло, горчичное масло, масло редиса, масло рисовых отрубей, масло солероса, масло ятрофы, масло жожоба, льняное масло, маковое масло, стиллингиевое масло, масло плодовых деревьев, масло артишока, масло семян моркови, масло манго и облепиховое масло;
животные жиры, такие как выбранные из следующей группы: говяжий жир, свиной жир, жир домашней птицы и рыбий жир;
отработанные масла и жиры различного происхождения, такие как выбранные из следующей группы: масла и жиры, используемые в ресторанах и пищевой промышленности в целом, присутствуют в отходах от агропродовольственной и рыбной промышленностей и т.д.
Кислотные катализаторы, свободные или иммобилизованные на подложке, предпочтительно выбирают из следующей группы:
сильные минеральные кислоты, такие как Н28О4, ΗΝΟ3, НС1 и НР, и органические кислоты, такие как СН3СООН, р-толуолсульфокислота и ее производные, алкилсульфонокислоты и их производные;
цеолиты, молекулярные сита, фосфаты, цирконаты, каолинит, монтмориллонит, сшитые глины, гидротальциты и кислотные ионообменные смолы;
Твердая кислота или подходящие функционализированные кислотами материалы, такие как перфорированные оксиды и/или полимеры, силикагели и силикагели с добавками А1, Τι или Ζγ различной морфологии, такой как аморфная и мезоструктурированная, гетерополикислоты, адсорбированные и/или ковалентно-связанные с оксидами металлов; оксиды металлов, такие как А12О3 и ΖιΌ2, функционализированные фосфатными и/или сульфатными группами; органические сульфоновые и/или органические карбоновые кислоты, иммобилизованные на аморфном силикагеле и/или мезо- и микроструктурированном силикагеле; полиоксометаллаты, стабилизированные на силикагеле и/или оксиде титана; структуры Кеггина, содержащие ионы ниобия, ионные жидкости и/или углеродные нанотрубки (одно- и многослойные), функционализированные органическими сульфоновыми и/или органическими карбоновыми
- 2 027246 кислотами.
Облучение может проходить на микроволновых, ультразвуковых или радиоволновых электромагнитных частотах, или на различных типах электромагнитных частот, одновременно или последовательно.
Микроволновое излучение означает электромагнитное излучение с частотой в диапазоне от 0,3 до 300 ГГц; предпочтительно используется микроволновое излучение с частотой в диапазоне от 0,9 до 25 ГГ ц, и, в частности, от 2 до 3 ГГ ц.
Ультразвук означает механические звуковые волны с частотой, превышающей 20 кГц; предпочтительно используется излучение с частотой в диапазоне между 20 и 100 кГц.
Радиоволны означает электромагнитное излучение с частотой в диапазоне от 0 до 300 ГГц; предпочтительно используются радиоволны с частотой в диапазоне от 1 до 100 МГц, более предпочтительно от 10 до 50 МГц.
Реакционная смесь предпочтительно облучается в течение от 0,15 до 3-4 ч.
Кислотный катализатор, используемый в реакции, может быть катализатором в форме свободной кислоты или иммобилизованный на носителе.
Кислотный катализатор предпочтительно выбирают из группы, состоящей из сильных минеральных кислот, таких как Η2δΟ4, ΗΝΟ3, НС1 и НР, и органических кислот, таких как СН3СООН, р-толуолсульфокислота и ее производные, алкилсульфокислоты и их производные;
цеолитов, таких как ΖδΜ-5, морденит, Υ, υδΥ и бета-цеолитов, 8ΛΡΟ-11. 8ΛΡΟ-34. молекулярных сит, фосфатов, цирконатов, каолинита, монтмориллонита, сшитых глин, гидротальцитов и кислотных ионообменных смол, таких как АтЬег1ув1-15® и -35®, Ναίίοη 8АС-13® и т.д.;
твердых кислот или подходящих функционализированных кислотами материалов, таких как перфорированные оксиды и/или полимеры, такие как Ναίίοη 8АС-13, иммобилизованный на силикагеле; силикагелей и силикагелей с добавками А1, Τι или Ζγ различной морфологии, такие как аморфный ксерогель или аэрогель, мезо- и микроструктурированные, как МСМ41, МСМ48, 8ВА-15 и ΗΜδ, гетерополикислот (НРАв), кислот адсорбированных и/или ковалентно связанных с оксидами металлов, таких как А1Ю’, и/или ΖγΟ2, оксидов, функционализированных фосфатными и/или сульфатными группами; органические сульфо- и/или органические карбоновые кислоты, иммобилизованные на аморфном силикагеле и/или мезо- и микроструктурированном силикагеле;
полиоксометаллатов, стабилизированных на силикагеле и/или оксиде титана; структур Кеггина, содержащих ионы ниобия; оксидов ниобия; ионных жидкостей и/или углеродных нанотрубок (одно- и многослойных), функционализированных органическими сульфо- и/или органическими карбоновыми кислотами.
Примеры
Пример 1. Превращение трипальмитина в смесь метилпальмитата и ΐ-бутиловых эфиров глицерина
500 мг трипальмитата глицерина (Μν 807,32, 0,619 ммоль), растворенного в 1,6 мл 1бутилметиловом эфире (б 0,744 мг/мл, ΜΨ 88,15, 24,5 ммоль), помещают в микроволновую тестовую трубку и к раствору добавляют 30 мг катализатора, состоящего из аморфного силикагеля на 10% функционализированного сульфогруппами. Реакционную смесь облучают микроволновым излучением мощностью 20 Вт при перемешивании в течение реакционного времени до 3 ч. ВЭЖХ анализ демонстрирует почти полное превращение трипальмитата глицерина в метилпальмитат и смесь моно- и ди-1-бутиловых эфиров глицерина, в соотношении 70:30. Как показано на фиг. 1, образование свободного глицерина отсутствует.
Пример 2. Превращение соевого масла в смесь РАМЕ и трет-бутиловых эфиров глицерина г соевого масла (б 0,917 мг/мл, 0,619 ммоль), растворенного в 3,2 мл трет-бутилметилового эфира (б 0,744 мг/мл, Μν 88,15, 24,5 ммоль), помещают в микроволновую ампулу и к раствору добавляют 30 мг катализатора, состоящего из аморфного силикагеля, на 10% функционализированного сульфогруппами. Реакционную смесь облучают микроволновым излучением мощностью 20 Вт при перемешивании в течение реакционного времени до 3 ч. ВЭЖХ анализ демонстрирует почти полное превращение соевого масла в смесь метиловых эфиров жирных кислот, РАМЕ, моно- и ди-трет-бутиловых эфиров глицерина, последние в соотношении 70:30. Как показано на фиг. 2, образование свободного глицерина отсутствует.

Claims (11)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ превращения исходного материала, содержащего один или более триглицеридов жирных кислот, в смесь, содержащую один или несколько алкильных эфиров жирных кислот и 1-алкильные эфиры глицерина, включающий взаимодействие указанного исходного материала с соединением формулы (I) в котором К1 представляет собой алкил, алкенил или алкинил, содержащий 1-18 атомов углерода; К представляет собой Н или третичную алкильную группу формулы (II)
    - 3 027246 κιν и Κν независимо представляют собой линейную или разветвленную алкильную, в которой К алкенильную или алкинильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода;
    в которой указанное взаимодействие происходит в присутствии кислотного катализатора переэтерификации с помощью облучения микроволновым излучением и/или ультразвуком, и/или радиоволнами при условии, что когда К представляет собой Н, добавляется спирт формулы К-ОН, в котором К является таким, как определено выше, в эквимолярном количестве по отношению к К1-ОН.
  2. 2. Способ по п.1, в котором К111, Κιν и Κν в формуле (II) выбирают из группы, состоящей из метила, этила, пропила, изопропила, бутила, ί-бутила, этенила, пропенила, изопропенила, бутенила, изобутенила, гексенила, этинила, пропинила и бутинила.
  3. 3. Способ по п.2, в котором К111, КУ и в формуле (II) представляют собой метил.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором К1 в формуле (I) выбирают из группы, состоящей из метила, этила, пропила, изопропила и бутила.
  5. 5. Способ по п.4, в котором К1 в формуле (I) представляет собой метил.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором соединение формулы (I) представляет собой третбутилметиловый эфир.
  7. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором исходный материал выбирают из группы, состоящей из растительных масел, таких как кокосовое масло, кукурузное масло, хлопковое масло, оливковое масло, пальмовое масло, арахисовое масло, рапсовое масло, каноловое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, соевое масло, подсолнечное масло, миндальное масло, масло орехов бука, масло кешью, масло лесного ореха, масло макадамии, кедровое масло, фисташковое масло, масло грецкого ореха, масла цитрусовых, масло грейпфрута, лимонное масло, апельсиновое масло, касторовое масло, конопляное масло, горчичное масло, масло редиса, масло рисовых отрубей, масло солероса, масло ятрофы, масло жожоба, льняное масло, маковое масло, стиллингиевое масло, масло артишока, масло семян моркови, масло манго и облепиховое масло; животных жиров, таких как говяжий жир, сало, жир домашней птицы и рыбий жир; отработанных масел и жиров из различных источников, таких как масла и жиры, используемые в ресторанах и пищевой промышленности в целом и присутствующие в отходах агропродовольственной промышленности и промышленности морепродуктов.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором облучение осуществляют только одним типом электромагнитной частоты, выбранной из микроволнового излучения, ультразвука или радиоволн, или различными типами указанных электромагнитных частот, одновременно или последовательно.
  9. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором кислотный катализатор, используемый в реакции, представляет собой катализатор в форме свободной кислоты или иммобилизованный на носителе.
  10. 10. Способ по п.9, в котором кислотный катализатор выбирают из группы, состоящей из сильных минеральных кислот и органических кислот;
    цеолитов, молекулярных сит, фосфатов, цирконатов, каолинита, монтмориллонита, сшитых глин, гидротальцитов и кислотных ионообменных смол;
    твердых кислот или подходящих функционализированных кислотами материалов, таких как перфорированные оксиды и/или полимеры; силикагелей и силикагелей с добавками ΑΙ, Τι или Ζγ различной морфологии, гетерополикислот, кислот, адсорбированных и/или ковалентно связанных с оксидами металлов; органических сульфо- и/или органических карбоновых кислот, иммобилизованных на аморфном силикагеле и/или мезо- и микроструктурированном силикагеле; полиоксиметаллатов, стабилизированных на силикагеле и/или оксиде титана; структур Кеггина, содержащих ионы ниобия; оксидов ниобия; ионных жидкостей и/или углеродных нанотрубок, функционализированных органическими сульфои/или органическими карбоновыми кислотами.
  11. 11. Способ по п.10, в котором кислотный катализатор представляет собой алкилсульфокислоту, связанную с аморфным силикагелем.
EA201591271A 2013-02-05 2014-02-04 Однореакторный способ производства биодизельного топлива и смесей эфиров глицерина, которые могут быть использованы в качестве биодизельного топлива EA027246B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000156A ITMI20130156A1 (it) 2013-02-05 2013-02-05 Procedimento "one-pot" per la produzione di miscele di biodiesel e eteri del glicerolo utili come biocarburanti
PCT/IB2014/058783 WO2014122579A1 (en) 2013-02-05 2014-02-04 One-pot process for the production of biodiesel and glycerol ether mixtures useful as biofuels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201591271A1 EA201591271A1 (ru) 2015-12-30
EA027246B1 true EA027246B1 (ru) 2017-07-31

Family

ID=48050086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201591271A EA027246B1 (ru) 2013-02-05 2014-02-04 Однореакторный способ производства биодизельного топлива и смесей эфиров глицерина, которые могут быть использованы в качестве биодизельного топлива

Country Status (20)

Country Link
US (1) US9873843B2 (ru)
EP (1) EP2953921B1 (ru)
CN (1) CN105073706B (ru)
BR (1) BR112015018657B1 (ru)
CY (1) CY1119997T1 (ru)
DK (1) DK2953921T3 (ru)
EA (1) EA027246B1 (ru)
ES (1) ES2658176T3 (ru)
HR (1) HRP20180263T1 (ru)
HU (1) HUE035628T2 (ru)
IT (1) ITMI20130156A1 (ru)
LT (1) LT2953921T (ru)
MY (1) MY172168A (ru)
NO (1) NO2953921T3 (ru)
PL (1) PL2953921T3 (ru)
PT (1) PT2953921T (ru)
RS (1) RS56847B1 (ru)
SI (1) SI2953921T1 (ru)
SM (1) SMT201800076T1 (ru)
WO (1) WO2014122579A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661872C1 (ru) * 2017-12-26 2018-07-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Способ непрерывного получения пластификаторов поливинилхлорида и аппарат для его осуществления

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108250053B (zh) * 2016-12-29 2024-01-09 中国石油化工股份有限公司 制备甘油烷基醚的方法和系统
US10633318B2 (en) * 2018-03-26 2020-04-28 International Flora Technologies, Ltd. Wax ethers and related methods
US20210395628A1 (en) * 2018-11-01 2021-12-23 Ariel Scientific Innovations Ltd. Production of biodiesel
LV15515A (lv) 2018-12-28 2020-07-20 Rīgas Tehniskā Universitāte Biodīzeļdegviela un tās izgatavošanas paņēmiens

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050274065A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-15 Carnegie Mellon University Methods for producing biodiesel
WO2009115274A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Eni S.P.A. Process for the production of a composition useful as fuel

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0112557D0 (en) * 2001-05-23 2001-07-11 Infineum Int Ltd A process for manufacturing monoesters of polyhydroxyalcohols
US20100130763A1 (en) * 2006-12-06 2010-05-27 Southern Illinois University Carbondale Processes for the production of fatty acid alkyl esters
WO2009003109A1 (en) * 2007-06-26 2008-12-31 The Penn State Research Foundation Ultrasonic and microwave methods for enhancing the rate of a chemical reaction and apparatus for such methods
WO2009015358A2 (en) * 2007-07-26 2009-01-29 The Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno Methods, systems, and apparatus for obtaining biofuel from coffee and fuels produced therefrom
US20090148920A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Best Energies, Inc. Integrated glyceride extraction and biodiesel production processes
US8598378B2 (en) * 2008-03-14 2013-12-03 University Of Hawaii Methods and compositions for extraction and transesterification of biomass components
US8858657B1 (en) * 2010-12-22 2014-10-14 Arrowhead Center, Inc. Direct conversion of algal biomass to biofuel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050274065A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-15 Carnegie Mellon University Methods for producing biodiesel
WO2009115274A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Eni S.P.A. Process for the production of a composition useful as fuel

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VYAS, A.P. ; VERMA, J.L. ; SUBRAHMANYAM, N.: "A review on FAME production processes", FUEL., IPC SCIENCE AND TECHNOLOGY PRESS, GUILDFORD, GB, vol. 89, no. 1, 1 January 2010 (2010-01-01), GB, pages 1 - 9, XP026667954, ISSN: 0016-2361, DOI: 10.1016/j.fuel.2009.08.014 *
ZHANG, S. ; ZU, Y.G. ; FU, Y.J. ; LUO, M. ; ZHANG, D.Y. ; EFFERTH, T.: "Rapid microwave-assisted transesterification of yellow horn oil to biodiesel using a heteropolyacid solid catalyst", BIORESOURCE TECHNOLOGY., ELSEVIER BV, GB, vol. 101, no. 3, 1 February 2010 (2010-02-01), GB, pages 931 - 936, XP026698597, ISSN: 0960-8524, DOI: 10.1016/j.biortech.2009.08.069 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661872C1 (ru) * 2017-12-26 2018-07-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Способ непрерывного получения пластификаторов поливинилхлорида и аппарат для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
NO2953921T3 (ru) 2018-04-14
US20160024408A1 (en) 2016-01-28
US9873843B2 (en) 2018-01-23
PL2953921T3 (pl) 2018-04-30
WO2014122579A1 (en) 2014-08-14
LT2953921T (lt) 2018-02-26
CY1119997T1 (el) 2018-12-12
HUE035628T2 (en) 2018-05-28
CN105073706B (zh) 2018-06-12
BR112015018657A2 (pt) 2017-07-18
HRP20180263T1 (hr) 2018-03-23
BR112015018657B1 (pt) 2021-01-12
MY172168A (en) 2019-11-15
PT2953921T (pt) 2018-02-07
DK2953921T3 (en) 2018-02-12
ES2658176T3 (es) 2018-03-08
RS56847B1 (sr) 2018-04-30
ITMI20130156A1 (it) 2014-08-06
SI2953921T1 (en) 2018-03-30
CN105073706A (zh) 2015-11-18
SMT201800076T1 (it) 2018-03-08
EP2953921B1 (en) 2017-11-15
EP2953921A1 (en) 2015-12-16
EA201591271A1 (ru) 2015-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dai et al. Study of the microwave lipid extraction from microalgae for biodiesel production
Maneerung et al. Biomass gasification bottom ash as a source of CaO catalyst for biodiesel production via transesterification of palm oil
Arumugamurthy et al. Conversion of a low value industrial waste into biodiesel using a catalyst derived from brewery waste: An activation and deactivation kinetic study
Papargyriou et al. Investigation of solid base catalysts for biodiesel production from fish oil
EA027246B1 (ru) Однореакторный способ производства биодизельного топлива и смесей эфиров глицерина, которые могут быть использованы в качестве биодизельного топлива
Luo et al. Biodiesel production using alkaline ionic liquid and adopted as lubricity additive for low-sulfur diesel fuel
Choedkiatsakul et al. Application of heterogeneous catalysts for transesterification of refined palm oil in ultrasound-assisted reactor
Joshi et al. Microwave enhanced alcoholysis of non-edible (algal, jatropha and pongamia) oils using chemically activated egg shell derived CaO as heterogeneous catalyst
Bokhari et al. Microwave enhanced catalytic conversion of canola-based methyl ester: optimization and parametric study
Sanjay Heterogeneous catalyst derived from natural resources for biodiesel production: A review
US20130019520A1 (en) Methods of Making Fatty Acids and Fatty Acid Alkyl Esters
Trisupakitti et al. Golden apple cherry snail shell as catalyst for heterogeneous transesterification of biodiesel
Kharia et al. A study on various sources and technologies for production of biodiesel and its efficiency
Moonsin et al. Modification of Fresh-Water Clamshells (Pilsbryoconcha exilis compressa) as new raw material and its application in the biodiesel production of lard oil
Roschat et al. Physicochemical properties of biodiesel product derived from lard oil using eggshells as a green catalyst
Melnyk et al. Transesterification of sunflower oil triglycerides by 1-butanol in the presence of d-metal oxides
Ayadi et al. Two steps methanolysis and ethanolysis of olive pomace oil using olive-pomace-based heterogeneous acid catalyst
Khan et al. Synthesis of biodiesel from the oily content of marine green alga Ulva fasciata
JP5358351B2 (ja) バイオディーゼル燃料の製造装置
Sahu et al. Transesterification of jatropha curcas oil by using K impregnated CaO heterogeneous catalyst
Huang et al. Kinetics of transesterification crude soybean oil to biodiesel catalysed by magnesium methoxide
WO2018226087A1 (en) Method of producing fatty acid methyl ester
Mazo et al. Alternative methods for fatty acid alkyl-esters production: Microwaves, radio-frequency and ultrasound
Ambarwati et al. COMPARATIVE EVALUATION OF HOMOGENEOUS AND HETEROGENOUS CATALYSTS IN THE ESTERIFICATION OF WASTE COOKING OIL
Santoso et al. RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM) FOR GREEN ULTRASOUND-ASSISTED TRANS-ESTERIFICATION OF WASTE PALM COOKING OIL USING HETEROGENEOUS CATALYSTS FROM CALCINED DURIAN PEEL ASH