PL236714B1 - Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym - Google Patents
Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym Download PDFInfo
- Publication number
- PL236714B1 PL236714B1 PL428360A PL42836018A PL236714B1 PL 236714 B1 PL236714 B1 PL 236714B1 PL 428360 A PL428360 A PL 428360A PL 42836018 A PL42836018 A PL 42836018A PL 236714 B1 PL236714 B1 PL 236714B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solvent
- temperature
- fame
- raw material
- filtrate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 57
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 title claims description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims description 7
- ZGNITFSDLCMLGI-UHFFFAOYSA-N flubendiamide Chemical class CC1=CC(C(F)(C(F)(F)F)C(F)(F)F)=CC=C1NC(=O)C1=CC=CC(I)=C1C(=O)NC(C)(C)CS(C)(=O)=O ZGNITFSDLCMLGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 91
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 claims description 88
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 56
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 48
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 48
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 36
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 33
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 28
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 28
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 11
- 208000016444 Benign adult familial myoclonic epilepsy Diseases 0.000 claims description 6
- 208000016427 familial adult myoclonic epilepsy Diseases 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 22
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 16
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 15
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 10
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 10
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 10
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 6
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- -1 fatty acid esters Chemical class 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 150000002759 monoacylglycerols Chemical class 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- DVWSXZIHSUZZKJ-UHFFFAOYSA-N 18:3n-3 Natural products CCC=CCC=CCC=CCCCCCCCC(=O)OC DVWSXZIHSUZZKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930182558 Sterol Natural products 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001982 diacylglycerols Chemical class 0.000 description 2
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 229930182478 glucoside Natural products 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- DVWSXZIHSUZZKJ-YSTUJMKBSA-N methyl linolenate Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(=O)OC DVWSXZIHSUZZKJ-YSTUJMKBSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Chemical class 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000003441 saturated fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 235000003702 sterols Nutrition 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N tristearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 150000008131 glucosides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 150000004667 medium chain fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 150000003431 steroids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003432 sterols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem-wynalazku jest sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym Zmodyfikowane biopaliwo FAME może znaleźć zastosowanie jako samoistne paliwo lub jako komponent paliwa.
Proekologiczna polityka w wielu krajach na świecie powoduje wprowadzanie produktów przyjaznych dla środowiska. Postęp techniczny i działania podejmowane w celu ochrony środowiska przyczyniły się do zwrócenia uwagi społeczeństwa na informacje pozwalające oceniać skutki przedostawania się produktów chemicznych do środowiska.
Jednym z coraz bardziej zyskujących na znaczeniu biopaliw, stopniowo wprowadzanych i zastępujących konwencjonalne oleje napędowe i opałowe, jest biodiesel - bioester (z ang.: Fatty acid methyl esters (FAME)] - mieszanina estrów metylowych kwasów tłuszczowych, produkowanych z oleju roślinnego lub zwierzęcego, charakteryzująca się bardzo dobrą mieszalnością z konwencjonalnym olejem napędowym w każdym stosunku.
Jakość produktu finalnego - biopaliwa zależy od jakości zastosowanych komponentów. Oba z niech: konwencjonalny olej napędowy i FAME, muszą mieć odpowiednią jakość i spełniać wymagania zawarte w normach na te produkty.
Wymagania i metody badań, jakie muszą spełniać estry metylowe kwasów tłuszczowych FAME, stosowane jako paliwo do silników z zapłonem samoczynnym lub jako komponent paliwa do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym, określa norma PN-EN 14214. Spełnienie przez FAME wymagań zależnych od warunków klimatycznych może skutkować niekompatybilnością pomiędzy dodatkami poprawiającymi właściwości niskotemperaturowe, stosowanymi w FAME, w oleju napędowym. Może to pogarszać właściwości gotowej mieszaniny pod względem jej zachowania się w niskich temperaturach i powodować awarie podczas eksploatacji w wyniku zablokowania filtra w silniku w niskiej temperaturze otoczenia.
Estry metylowe kwasów tłuszczowych, mają podobne właściwości fizykochemiczne i energetyczne jak paliwa pochodzące z przeróbki ropy naftowej, jednak ich skład chemiczny jest inny. Pod względem chemicznym FAME jest przede wszystkim mieszaniną estrów metylowych kwasów tłuszczowych, o prostym łańcuchu węglowym, najczęściej składającym się z 12 do 24 atomów węgla w cząsteczce, zawierającym wiązania nasycone oraz jedno- lub większą ilość wiązań podwójnych.
Procesy zachodzące w trakcie utleniania estrów, są zaliczane do wolnorodnikowych reakcji utleniania (tak jak procesy utleniania paliw pochodzących z ropy naftowej). Oprócz wytrącania się osadów zmiany zachodzące w trakcie starzenia się FAME powodują zmianę zapachu, barwy, wzrost liczby kwasowej (spowodowanej tworzeniem się kwasów organicznych) i lepkości. W trakcie reakcji utleniania tworzą się wolne rodniki, alkohole, ketony, aldehydy, kwasy, związki polimerowe.
Biopaliwa będące kompozycją frakcji pochodzenia naftowego i estrów metylowych, bądź etylowych, kwasów tłuszczowych mają cechy obu komponentów. Stwierdzono, ze biopaliwa są bardziej podatne na degradację i wypadanie osadów niż każdy ze składników biopaliw oddzielnie.
Badania potwierdzają, że biopaliwa będące mieszaniną frakcji naftowych, nawet wysokorafinowanych i estrów kwasów tłuszczowych, wykazują większą skłonność do degradacji niż sam biokomponent. Już 10% (V/V) udział estrów w mieszance z konwencjonalnym paliwem pogarsza właściwości stabilnościowe paliwa. Oznaczane ilości tworzących się podczas testów osadów zwiększają się znacząco. Problemy stosowania FAME w oleju napędowym nie ograniczają się tylko do opisanych powyżej. Surowcem do wytwarzania FAME są oleje roślinne, które oprócz podstawowych składników - acylogliceroli, zawierają niewielkie ilości enzymów, białek, sterydów, fosfolipidów, glukozydów steroli i innych związków, które mają wpływ na właściwości fizykochemiczne i użytkowe FAME.
W wersji normy europejskiej EN 14214:2012 i kolejnej EN 14214:2014, dotyczących wymagań i metod badań estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME), podniesiono problem właściwości niskotemperaturowych mieszanin oleju napędowego powiązanych z jakością FAME używanego jako komponent i stwierdzono, ze istnieje negatywny wpływ monoacylogliceroli i glukozydów steroli, które występują w FAME, na właściwości niskotemperaturowe paliwa. W związku z brakiem metody oznaczania tych związków, tymczasowym rozwiązaniem jest wprowadzenie wymagań odnośnie do temperatury zablokowania zimnego filtra (z ang.: CFPP) oraz temperatury mętnienia.
Jak wspomniano wyżej, jednym z istotnych parametrów jakościowych komponentu paliwowego FAME są właściwości niskotemperaturowe.
PL 236 714 B1
Znane paliwa estrowe według PL163001 posiadają pewne ograniczenia i niedoskonałości, m.in., niekorzystne temperatury zablokowania zimnego filtra i temperatury krzepnięcia, co ogranicza zakres stosowania ich w temperaturach ujemnych.
Autorzy Mohanan A, Bouzidi L, Li SJ, Narine SS. w artykule “Mitigating crystallization of saturated fames in biodiesel: l. Lowering crystallization temperatures via addition of metalhesized soybean oil” - Energy 2016; 96: pp. 335-45, wykazują, że FAME mają wyższe temperatury mętnienia i krzepnięcia od paliwa naftowego, co powoduje ograniczone ich zastosowanie w niskich temperaturach. W związku z tym stosowanie biodiesla jest zwykle ograniczone do mieszanek z olejem napędowym pochodzenia naftowego, zawierającym zazwyczaj 20% wagowych biodiesla (B20) lub mniej.
Autorzy Sierra-Cantor JF, Guerrero-Fajardo CA artykułu pt.: “Methods for improving the cold flow properties of biodiesel with high saturated fatty acids content A review”. Renew Sustain Energy Rev. 2017; 72: pp. 774-90, podają, że temperatura krzepnięcia różnych FAME zwykle zawiera się między 263 K (-10°C) a 298 K (+25°C), i są one wyższe w porównaniu do 246 K (- 25°C) do 258 K (-15°C) dla oleju napędowego pochodzącego z ropy naftowej.
Według autorów artykułów: „Biodiesel fuels.” Prog. Energy Combust. Sci. 2017; 58: pp. 36-59 i “Methods for improving the cold flow properties of biodiesel with high saturated fatty acids content:. A review”; Renew Sustain Energy Rev. 2017; 72: pp. 774-900 oraz “Thermodynamic selection o effective additives to improve the cloud point of biodiesel fuels”. Fuel 2016, 171: pp. 94-100, temperatura mętnienia biopaliw (CP) jest często uważana za najważniejszy parametr mający wpływ na jakość biopaliwa w niskich temperaturach.
Według autora Harrow G. artykułu: „E85 and biodiesel, deployment”, National Renewable Energy Laboratory, 2007, w temperaturze mętnienia powstają kryształy „wosku stałego”, które mają średnicę co najmniej 0,5 pm, powodując, że roztwór paliwa staje się nieprzejrzysty i mętny Tak więc, CP to temperatura, w której zaczynają występować problemy z pracą silnika z powodu tworzenia się ciał stałych w biopaliwach.
W artykule autorów Patrick A. Leggieri, Michael Senra, Lindsay Soh „Cloud point and crystallization in fatty acid ethyl ester biodiesel mixtures with and without additives” Fuel 222 (2018); s. 243-249 zawarto stwierdzenie, że biopaliwa, złożone z estrów alkilowych nasyconych kwasów tłuszczowych (FAAE), mają stosunkowo wysokie temperatury mętnienia (CP), które ograniczają ich komercyjne zastosowanie.
Istnieje szereg wynalazków dotyczących kompozycji paliwowych zawierających biopaliwa, dotyczących poprawy ich właściwości niskotemperaturowych. Poniżej zostały przedstawione niektóre opisy takich rozwiązań technologicznych.
Przedmiotem wynalazku według zgłoszenia patentowego US 2017051219 A1 i EP 2679687 A2 i WO 2008/002643 A2 są metody ogólnie ukierunkowane na uzyskiwanie mieszanek estrów zawierających więcej niż 50% średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Takie mieszanki estrów alkilowych kwasów tłuszczowych, charakteryzują się niskimi temperaturami płynięcia.
Wynalazek US 2015166912 dotyczy sposobu wytwarzania rozgałęzionych syntetycznych estrów alkilowych kwasów tłuszczowych, obejmującego poddanie reakcji z kwasem kompozycji rozgałęzionych alkoholi pierwszorzędowych, zawierających od 8 do 28 atomów węgla i średnią liczbę rozgałęzień w cząsteczce od. 0,7 do 3,0 przy czym łańcuchami bocznymi są grupy metylowe i etylowe.
Przedmiotem wynalazku według zgłoszenia patentowego US 5389113 są mieszaniny zawierające: a) 58 do 95% wagowych co najmniej jednego estru o wartości jodowej od 50 do 150, otrzymanego z kwasów tłuszczowych zawierających od 12 do 22 atomów węgla i niższych alifatycznych alkoholi zawierających od 1 do 4 atomów węgla, b) od 4 do 40% wagowych co najmniej jednego estru kwasów tłuszczowych zawierających 6 do 14 atomów węgla i niższych alifatycznych alkoholi zawierających 1 do 4 atomów węgla i c) 0,1 do 2% wagowych co najmniej jednego polimerycznego estru, który wyróżnia się szczególne niską temperaturą płynięcia i może być stosowany jako paliwo do silników Diesla.
Opis patentowy PL 163001 ujawnia paliwo, zwłaszcza do wysokoprężnych silników spalinowych, w skład którego wchodzą frakcje paliwowe ropy naftowej w ilości do 96% masowych, korzystnie odsiarczone, do 99% wagowych estrów alkoholi C1 do C4 kwasów tłuszczowych olejów i/lub tłuszczów naturalnych, na przykład oleju rzepakowego, o zawartości co najmniej 0,05% wagowych mono-, dwu- i/lub trójglicerydów wyższych kwasów tłuszczowych i/lub do 50% wagowych alkoholu lub alkoholi. Tak uzyskane paliwo bazowe uszlachetniane jest inhibitorami utleniania w ilości do 2% masowych i depresatorami w ilości do 0,18% masowych.
Opis patentowy EP 1032620 (DE 19847423) dotyczy biopaliwa uszlachetnionego depresatorami, odpowiednio dobranymi w zależności od wykorzystanego surowca roślinnego i metody wytwarzania estrów alkilowych kwasów tłuszczowych.
PL 236 714 B1
Istotą niniejszego wynalazku jest poddanie estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME), procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad w oparciu o zasady procesu rozpuszczalnikowego odparafinowania, który to proces jest stosowany standardowo do odparafinowania olejów i odolejania gaczów - związków węglowodorowych. Przedmiotowy proces pozwała na uzyskanie jako filtratu, zmodyfikowanego biopaliwa FAME, charakteryzującego się polepszonymi właściwościami niskotemperaturowymi.
Istotą wynalazku jest poddanie procesowi rozpuszczalnikowego rozdzielania na filtrat i osad surowca, zawierającego związki chemiczne inne niż zawierają klasyczne wsady w procesie odparafinowania, składające się z różnych grup związków węglowodorowych, a mianowicie mieszaninę estrów.
Nieoczekiwanie okazuje się, że zastosowanie procesu rozpuszczalnikowego rozdzielania na filtrat i osad dla mieszanin estrów metylowych kwasów tłuszczowych zachowuje selektywność procesu i pozwala na obniżenie temperatury mętnienia, temperatury płynięcia i temperatury zablokowania zimnego filtra (CFFP), co ma wpływ na poprawienie właściwości niskotemperaturowych biopaliwa FAME, w tym reologicznych w niskich temperaturach.
Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME, przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym, polega na tym, że surowiec, to jest mieszaninę estrów metylowych kwasów tłuszczowych - FAME o temperaturze mętnienia nie niższej niż -8°C, temperaturze płynięcia nie niższej niż -15°C i temperaturze zablokowania zimnego filtra nie niższej niż -15°C poddaje się procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad obejmującemu etap krystalizacji i etap filtracji, przy czym w etapie krystalizacji surowiec poddaje się pierwszemu rozcieńczeniu rozpuszczalnikiem, którym jest metyloizobutyloketon, uzyskując mieszaninę surowca i rozpuszczalnika, którą następnie oziębia się z kontrolowaną prędkością, z równoczesnym doprowadzeniem oziębionego rozpuszczalnika w 1-6 porcjach, przy szybkości schładzania w zakresie 0,2-8,0°C/min., aż do osiągnięcia temperatury od -20 do -30°C, przy czym stosunek sumarycznej ilości rozpuszczalnika do surowca zawiera się w przedziale od 2:1 do 7:1 (m/m), a wielkość rozcieńczeń wyrażona stosunkiem masowym rozpuszczalnika do surowca wynosi od 0,3:1 do 3:1 (m/m), po czym w zakresie temperatur od -20 do -30°C, odfiltrowuje się wydzielony osad, który przemywa się tym samym zimnym rozpuszczalnikiem jak używany w etapie krystalizacji, stosowanym w ilości od 0,1:1 do 2:1 (m/m), wyrażonej stosunkiem masowym rozpuszczalnika do surowca, a następnie z roztworu filtratu oddestylowuje się rozpuszczalnik uzyskując produkt końcowy o obniżonych: temperaturze mętnienia o 5 do 11 °C, temperaturze płynięcia o 2 do 12°C i temperaturze zablokowania zimnego filtra o 3 do 12°C, w stosunku do wartości tych temperatur przed poddaniem FAME procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad.
Korzystnie do surowca wprowadza się dodatkowo modyfikator krystalizacji w ilości od 50 do 5000 ppm (mg/kg), najkorzystniej 1000 ppm.
Estry metylowe kwasów tłuszczowych mają tendencję do tworzenia znacznie mniejszych kryształów, tworząc przestrzenie pomiędzy kryształami, w których zostaje uwięziony roztwór filtratu, co negatywnie wpływa na proces rozdziału roztworu filtratu od osadu. Wprowadzenie modyfikatorów krystalizacji w znaczący sposób wpływa na poprawę procesów filtracyjnych. W niniejszym wynalazku zastosowano substancje polimerowe podobnego rodzaju jak stosowane w procesie odparafinowania rozpuszczalnikowego, które wpływają na proces krystalizacji wspomagając tworzenie się dużych regularnych kryształów. Modyfikatory krystalizacji poprawiają szybkość i efektywność procesu filtracji, wpływając na strukturę tworzącej się warstwy osadu na filtrze. Odpowiednio dobrane i stosowane modyfikatory wpływają na poprawę wydajności i efektywności całego procesu odparafinowania. Modyfikatory krystalizacji stosowane w procesach rozpuszczalnikowego odparafinowania w dużej mierze oparte są na polimetakrylanach alkilu (PAMA).
Korzystnie jako modyfikator krystalizacji stosuje się modyfikator zawierający jako substancję aktywną polimetakrylany alkilu.
Korzystnie mieszaninę w etapie krystalizacji schładza, się z szybkością 0,8-2,5°C/min. do wartości temperatury od -24 do -28°C.
Korzystnie stosunek sumarycznej ilości rozpuszczalnika do surowca zawiera się w przedziale od 2,8:1 do 5:1 (m/m).
Korzystnie liczba rozcieńczeń w etapie krystalizacji wynosi od 2 do 3.
Korzystnie wydzielone estry odfiltrowuje się w zakresie temperatur od -24 do -28°C i przemywa się zimnym rozpuszczalnikiem stosowanym w ilości od 0,3:1 do 1:1 (m/m).
Korzystnie w etapie krystalizacji temperatura rozpuszczalnika w punkcie dostrzyku do mieszaniny jest równa lub różni się maksymalnie o ± 3°C od temperatury oziębianej mieszaniny. Ma to na celu zapobieżenie zakłóceniu procesu krystalizacji estrów w mieszaninie.
PL236 714B1
Korzystnie w etapie krystalizacji pierwszą porcję rozpuszczalnik do surowca wprowadza się w temperaturze, w której surowiec jest jednorodną fazą ciekłą nie zawierającą kryształów, najkorzystniej w temperaturze z przedziału 40-60°C.
Zmodyfikowane biopaliwo FAME, przeznaczone do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym, wytworzone sposobem według wynalazku, ma obniżoną poniżej -7°C temperaturę mętnienia, poniżej -9°C temperaturę płynięcia, i poniżej -10°C temperaturę zablokowania zimnego filtra.
Sposób według wynalazku, polegający na zastosowaniu procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad dla estrów metylowych kwasów tłuszczowych, daje korzyści polegające na uzyskaniu zmodyfikowanego biopaliwa FAME cechującego się poprawionymi właściwościami niskotemperaturowymi, to jest obniżonymi o kilka do około 10 stopni Celsjusza temperaturami mętnienia, płynięcia i zablokowania zimnego filtra (CFFP) w porównaniu do tych temperatur FAME, będącego surowcem w procesie rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, co przekłada się na poprawę właściwości niskotemperaturowych biopaliwa FAME, w tym Teologicznych w niskich temperaturach.
Przedmiot wynalazku został objaśniony w przedstawionych poniżej przykładach wykonania, nie ograniczających zakresu jego ochrony.
P rzy kła d 1
Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAMEE) o parametrach jakościowych przedstawionych w tabeli 1 (FAME 1).
Tabela 1 Wyniki badań FAME 1
| Lp. | Właściwość | Jednostka | FAME I | Metoda badawcza |
| 1 | Zawartość estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME) | % (m/m) | 97,1 | PN-EN 14103:2012 |
| 2 | Gęstość w temperaturze 15 °C | kg/m3 | 882,8 | PN-EN ISO 12185:2002 |
| 3 | Lepkość kinematyczna w 40 °C | mm3/s | 4,480 | PN-EN ISO 3104:2004 |
| 4 | Temperatura zapłonu | °C | 169 | PN-EN ISO 3679:2007 |
| 5 | Zawartość siarki | mg/kg | 3,4 | PN-EN ISO 20884:2012 |
| 6 | Popiół siarczanowy | % (m/m) | 0,01 | PN-ISO 3987:2005 |
| 7 | Zawartość wody KF | PPm | 150 | PN-EN ISO 12937:2005 |
| 8 | Zawartość zanieczyszczeń stałych | mg/kg | 5,0 | PN-EN 12662:2009+Apl:2010 |
| 9 | Działanie korodujące Cu/50 °C/3 h | stopień korozji | 1 | PN-EN ISO 2160:2004 |
| 10 | Stabilność oksydacyjna w 110 °C | h | 10,9 | PN-EN 14112:2004 |
| 11 | Liczba kwasowa | mg KOH/g | 0,21 | PN-EN 14104:2004 |
| 12 | Liczba jodowa | gjodu/lOOg | 108 | PN-EN 14111:2004 |
| 13 | Zawartość estru metylowego kwasu linolenowego | % (m/m) | 8,6 | PN-EN 14103:2012 |
| 14 | Zawartość alkoholu metylowego | % (m/m) | 0,05 | PN-EN 14110:2004 |
| 15 | Zawartość monoacylogliceroli | % (m/m) | 0,57 | PN-EN 14105:2012 |
| 16 | Zawartość diacylogliceroli | % (m/m) | <0,10 | PN-EN 14105:2012 |
| 17 | Zawartość triacylogliceroli | % (m/m) | <0,10 | PN-EN 14105:2012 |
| 18 | Zawartość wolnego glicerolu | %(m/m) | < 0,005 | PN-EN 14105:2012 |
| 19 | Zawartość ogólnego glicerolu | %(m/m) | 0,160 | PN-EN 14105:2012 |
| 20 | Zawartość metali grupy I (Na+K) | mg/kg | <1 | EN 14108:2003 |
| 21 | Zawartość metali grupy 11 (Ca+Mg) | mg/kg | <1 | EN 14538:2006 |
| 22 | Zawartość fosforu metodą na TCP | mg/kg | <4 | PN-ISO 10540-3:2005 |
| 23 | Temperatura mętnienia | °C | -5 | PN-EN 116:2001 |
| 24 | Temperatura płynięcia | °C | -12 | PN-EN 116:2001 |
| 25 | Temperatura zablokowania zimnego filtra (CFPP) | °c | -12,4 | PN-EN 116:2001 |
PL236 714B1
Próbkę estrów metylowych kwasów tłuszczowych (ozn. FAME 1) w ilości 300 g poddano procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, rozpuszczalnikiem metyloizobutyloketonem (MIBK).
Krystalizację węglowodorów w laboratorium przeprowadzono metodą stopniowego oziębiania znajdującej się w krystalizatorze mieszaniny surowca z rozpuszczalnikiem. Krystalizator umieszczony był w łaźni chłodzącej, wyposażonej w programator cyklu chłodzenia, pozwalający na ustalenie końcowej temperatury krystalizacji oraz odpowiedniej szybkości schładzania w kolejnych etapach procesu, Do kriostatu podłączona była nucza filtracyjna wyposażona w płaszcz, w którym krąży czynnik chłodzący.
Proces krystalizacji prowadzony był metodą rozcieńczeń, poprzez dodawanie do schładzanej mieszaniny surowca z rozpuszczalnikiem kolejnych porcji oziębionego rozpuszczalnika, w odpowiednich momentach cyklu schładzania,
W procesie krystalizacji stosowano ciągłe mieszanie zawartości krystalizatora za pomocą mieszadła z końcówką kotwiczną, o szybkości mieszania dostosowanej do zwiększającej się lepkości mieszaniny.
Po osiągnięciu końcowej temperatury krystalizacji na nuczy próżniowej odfiltrowano wydzielone estry stałe, zawierające zaokludowany rozpuszczalnik, od roztworu filtratu. Roztwór filtratu gromadził się w odbieralniku. Odfiltrowane estry stałe przemywano porcją zimnego rozpuszczalnika. Zebrane z nuczy estry stale, a także roztwór filtratu poddano procesowi regeneracji rozpuszczalnika. Operację regeneracji rozpuszczalnika prowadzono metodą destylacji ze strippingiem azotem.
W tabeli 2 przedstawione zostały; parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu estrów metylowych kwasów tłuszczowych FAME.
Tabela 2 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu z surowca FAME 1
| Nr próby | 1 |
| Parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Rozpuszczalnik MIBK, stosunek mas. | - |
| Temperatura krystalizacji/filtracji, °C | -21 |
| Całkowity stosunek rozpuszczalnika do surowca, (m/m) | 2,7 : 1 |
| Rozcieńczenie I, temp.60°C, (m/m) | 1,0 : 1 |
| Rozcieńczenie II, temp.20°C, f/w/m) | 0,5 : 1 |
| Rozcieńczenie III, temp.4°C, (m/m) | 0,5 : 1 |
| Rozcieńczenie IV, tcmp.-l 1°C, (m/m) | 0,5 : 1 |
| Mycie w temperaturze sączenia, (m/m) | 0,2 : 1 |
| Bilans masowy procesów rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Wydajność filtratu, °/dm/m) | 95,6 |
| Wydajność osadu, %(w/w) | 2,4 |
| Straty, %(m/m) | 2,0 |
| Właściwości filtratu | |
| Lepkość kinematyczna w temp. 40°C, mm2/s | 4,489 |
| Temperatura mętnienia, °C | -11 |
| Temperatura płynięcia, °C | -14,5 |
| Temperatura zablokowania zimnego filtra (CFPP), °C | -15,5 |
PL236 714B1
Przykład 2
Próbkę estrów metylowych kwasów tłuszczowych (ozn. FAME 1) w ilości 300 g poddano procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, rozpuszczalnikiem metyloizobutyloketonem (MIBK) według zasad postępowania opisanych w przykładzie 1.
W tabeli 3 przedstawione zostały; parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu estrów metylowych kwasów tłuszczowych FAME.
Tabela 3 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu z surowca FAME 1
| Nr próby | 2 |
| Parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Rozpuszczalnik MIBK, stosunek mas. | - |
| Temperatura krystalizacji/filtracji, °C | -28 |
| Całkowity stosunek rozpuszczalnika do surowca, (m/m) | 2,9: 1 |
| Rozcieńczenie I, tcmp.60°C, (m/m) | 1,1 : 1 |
| Rozcieńczenie II, temp.20°C, (m/m) | - |
| Rozcieńczenie III, temp.4°C, (m/m) | 0,8 : 1 |
| Rozcieńczenie IV, tcmp.-l i°C, (m/m) | 0,8 : 1 |
| Mycie w temperaturze sączenia, (m/m) | 0,2 : 1 |
| Bilans masowy procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Wydajność filtratu, %(m/m) | 92,8 |
| Wydajność osadu, %(m/m) | 4 |
| Straty, %(m/m) | 3,2 |
| Właściwości filtratu | |
| Lepkość kinematyczna w temp. 40°C, mm2/s | 4,486 |
| Temperatura mętnienia, °C | -13 |
| Temperatura płynięcia, °C | -15 |
| Temperatura zablokowania zimnego filtra (CFPP), °C | -16,4 |
Przykład 3
Próbkę estrów metylowych kwasów tłuszczowych (ozn. FAME 1) w ilości 300 g poddano procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, rozpuszczalnikiem metyloizobutyloketonem (MIBK) według zasad postępowania opisanych w przykładzie 1, z tą różnicą, że przed krystalizacją do surowca dodano modyfikator krystalizacji w ilości 1000 ppm.
W tabeli 4 przedstawione zostały; parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu estrów metylowych kwasów tłuszczowych FAME.
PL236 714B1
Tabela 4 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtrat z surowca FAME 1
| Nr próby | 3 |
| Modyfikator krystalizacji | Viscoplex 9 - 327 |
| Parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Rozpuszczalnik MIBK, stosunek mas. | - |
| Temperatura krystalizacji/filtracji, °C | -28 |
| Całkowity stosunek rozpuszczalnika do surowca, (m/m) | 2,9 : 1 |
| Rozcieńczenie 1, temp.60°C, (m/m) | 1,1 : 1 |
| Rozcieńczenie II, tcmp.20°C, (m/m) | - |
| Rozcieńczenie III, temp.4°C, (m/m) | 0,8 : 1 |
| Rozcieńczenie IV, temp.-l 1°C, (m/m) | 0,8 : 1 |
| Mycie w temperaturze sączenia, (m/m) | 0,2 : 1 |
| Bilans masowy procesów procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Wydajność filtratu, ^Ajm/m) | 87 |
| Wydajność osadu, '3/dm/m) | 9 |
| Straty, %(m/m) | 4 |
| Właściwości filtratu | |
| Lepkość kinematyczna w temp. 40°C, mm2/s | 4,489 |
| Temperatura mętnienia, °C | -14 |
| Temperatura płynięcia, °C | -15 |
| Temperatura zablokowania zimnego filtra (CFPP), °C | -17 |
Przykład 4
Próbkę estrów metylowych kwasów tłuszczowych (ozn. FAME 1) w ilości 300 g poddano procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, rozpuszczalnikiem metyloizobutyloketonem (MIBK) według zasad postępowania opisanych w przykładzie 1.
W tabeli 5 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu estrów metylowych kwasów tłuszczowych FAME.
PL236 714B1
Tabela 5 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu z surowca FAME 1
| Nr próby | 4 |
| Modyfikator krystalizacji | Viscoplex 9 - 327 |
| Parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Rozpuszczalnik MIBK, stosunek mas. | - |
| Temperatura krystalizacji/filtracji, °C | -28 |
| Całkowity stosunek rozpuszczalnika do surowca, (m/m) | 5,8 : 1 |
| Rozcieńczenie I, tcmp.60°C, (m/m) | 2,0: 1 |
| Rozcieńczenie II, temp.20°C, (m/m) | - |
| Rozcieńczenie III, temp.4°C, (m/m) | 1,4 : 1 |
| Rozcieńczenie IV, temp.-l 1°C, (m/m) | 1,0 : 1 |
| Mycie w temperaturze sączenia, (m/m) | 1,4 : 1 |
| Bilans masowy procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Wydajność filtratu, %(w/w) | 88 |
| Wydajność osadu, %(m/m) | 7 |
| Straty, %(w/m) | 5 |
| Właściwości filtratu | |
| Lepkość kinematyczna w temp. 40°C, mnr/s | 4,490 |
| Temperatura mętnienia, °C | -15 |
| Temperatura płynięcia, °C | -15,6 |
| Temperatura zablokowania zimnego filtra (CFPP), °C | -17,4 |
Przykład 5
Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) o parametrach jakościowych przedstawionych w tabeli 6 (FAME 2).
PL236 714B1
Tabela 6 Wyniki badań FAME 2
| Lp. | Właściwość | Jednostka | FAME 2 | Metoda badawcza |
| 1 | Zawartość estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME) | % (m/m) | 96,4 | PN-EN 14103:2012 |
| 2 | Gęstość w temperaturze 15 °C | kg/m3 | 882,7 | PN-EN ISO 12185:2002 |
| 3 | Lepkość kinematyczna w 40 °C | mm2/s | 4,379 | PN-EN ISO 3104:2004 |
| 4 | Temperatura zapłonu | °C | 168 | PN-EN ISO 3679:2007 |
| 5 | Zawartość siarki | mg/kg | 3,8 | PN-EN ISO 20884:2012 |
| 6 | Popiół siarczanowy | % (m/m) | 0,01 | PN-ISO 3987:2005A |
| 7 | Zawartość wody KF | ppm | 200 | PN-EN ISO 12937:2005 |
| 8 | Zawartość zanieczyszczeń stałych | mg/kg | 7,0 | PN-EN 12662:2009+Apl:2010 |
| 9 | Działanie korodujące Cu/50 °C/3 h | stopień korozji | 1 | PN-EN ISO 2160:2004 |
| 10 | Stabilność oksydacyjna w 110 °C | h | 9,4 | PN-EN 14112:2004 |
| 11 | Liczba kwasowa | mg KOH/g | 0,24 | PN-EN 14104:2004 |
| 12 | Liczba jodowa | gjodu/100g | 101 | PN-EN 14111:2004 |
| 13 | Zawartość estru metylowego kwasu linolenowego | % (m/m) | 8,2 | PN-EN 14103:2012 |
| 14 | Zawartość alkoholu metylowego | % (m/m) | 0,05 | PN-EN 14110:2004 |
| 15 | Zawartość monoacylogliceroli | % (m/m) | 0,78 | PN-EN 14105:2012 |
| 16 | Zawartość diacylogliceroli | % (m/m) | <0,10 | PN-EN 14105:2012 |
| 17 | Zawartość triacylogliceroli | % (m/m) | <0,10 | PN-EN 14105:2012 |
| 18 | Zawartość wolnego glicerolu | % (m/m) | < 0,005 | PN-EN 14105:2012 |
| 19 | Zawartość ogólnego glicerolu | % (m/m) | 0,169 | PN-EN 14105:2012 |
| 20 | Zawartość metali grupy I (Na+K) | mg/kg | <1 | EN 14108:2003 |
| 21 | Zawartość metali grupy II (Ca+Mg) | mg/kg | <1 | EN 14538:2006 |
| 22 | Zawartość fosforu metodą na ICP | mg/kg | <4 | PN-ISO 10540-3:2005 |
| 23 | Temperatura mętnienia | °C | + 1 | PN-EN 116:2001 |
| 24 | Temperatura płynięcia | °c | 0 | PN-EN 116:2001 |
| 25 | Temperatura zablokowania zimnego filtra (CFPP) | °c | -1 | PN-EN 116:2001 |
Próbkę estrów metylowych kwasów tłuszczowych (ozn. FAME 2) W ilości 300 g poddano procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, rozpuszczalnikiem metyloizbutyloketonem (MIBK).
Krystalizację węglowodorów w laboratorium przeprowadzono metodą stopniowego oziębiania znajdującej się w krystalizatorze mieszaniny surowca z rozpuszczalnikiem. Krystalizator umieszczony był w łaźni chłodzącej, wyposażonej w programator cyklu chłodzenia, pozwalający na ustalenie końcowej temperatury krystalizacji, oraz odpowiedniej szybkości schładzania w kolejnych etapach procesu. Do kriostatu podłączona była nucza filtracyjna wyposażona w płaszcz, w którym krąży czynnik chłodzący.
PL236 714B1
Proces krystalizacji prowadzony był metodą rozcieńczeń, poprzez dodawanie do schładzanej mieszaniny surowca z rozpuszczalnikiem kolejnych porcji oziębionego rozpuszczalnika, w odpowiednich momentach cyklu schładzania.
W procesie krystalizacji stosowano ciągłe mieszanie zawartości krystalizatora za pomocą mieszadła z końcówką kotwiczną, o szybkości uwieszania dostosowanej do zwiększającej się lepkości mieszaniny.
Po osiągnięciu końcowej temperatury krystalizacji na nuczy próżniowej odfiltrowano wydzielone estry stałe, zawierające zaokludowany rozpuszczalnik, od roztworu filtratu. Roztwór filtratu gromadził się w odbieralniku. Odfiltrowane estry stałe przemywano porcją zimnego rozpuszczalnika. Zebrane z nuczy estry stałe, a także roztwór filtratu poddano procesowi regeneracji rozpuszczalnika Operację regeneracji rozpuszczalnika prowadzono metodą destylacji ze strippingiem azotem.
W tabeli 7 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu estrów metylowych kwasów tłuszczowych FAME.
Tabela 7 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu z surowca FAME 2
| Nr próby | 5 |
| Parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Rozpuszczalnik MIBK, stosunek mas. | - |
| Temperatura krystalizacji/filtracji, °C | -21 |
| Całkowity stosunek rozpuszczalnika do surowca, (m/m) | 2,9 : 1 |
| Rozcieńczenie I, tcmp.60°C, (m/m) | 1,1 : 1 |
| Rozcieńczenie II, temp.20°C, (m/m) | 0,8 : 1 |
| Rozcieńczenie III, temp.4°C, (m/m) | 0,8 : 1 |
| Rozcieńczenie IV, temp.-11°C, (m/m) | - |
| Mycie w temperaturze sączenia, (m/m) | 0,2 : 1 |
| Bilans masowy procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Wydajność filtratu, %(w/w) | 91,0 |
| Wydajność osadu, %(mZm) | 4,8 |
| Straty, °/<jm/m) | 4,2 |
| Właściwości filtratu | |
| Lepkość kinematyczna w temp. 40°C, mnf/s | 4,489 |
| Temperatura mętnienia, °C | -8 |
| Temperatura płynięcia, °C | 8,7 |
| Temperatura zablokowania zimnego filtra (CFPP), °C | -10,4 |
Przykład 6
Próbkę estrów metylowych kwasów tłuszczowych (ozn. FAME 2) w ilości 300 g poddano procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, rozpuszczalnikiem metyloizbutyloketonem (MIBK) według zasad postępowania opisanych w przykładzie 5 z tą różnicą, że przed krystalizacją do surowca dodano modyfikator krystalizacji w ilości 1000 ppm.
PL236 714B1
W tabeli 8 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu estrów metylowych kwasów tłuszczowych FAME.
Tabela 8 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego filtratu z surowca FAME 2
| Nr próby | 6 |
| Modyfikator krystalizacji | Viscoplex 9 - 327 |
| Parametry technologiczne procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Rozpuszczalnik MIBK, stosunek mas. | - |
| Temperatura krystalizacji/filtracji, °C | -28 |
| Całkowity stosunek rozpuszczalnika do surowca, (m/m) | 5,5 : 1 |
| Rozcieńczenie I, tcmp.60°C, (m/m) | 2,5 : 1 |
| Rozcieńczenie II, temp.20°C, fm/m) | 1,2 : 1 |
| Rozcieńczenie III, temp.4°C, (m/m) | 0,8 : 1 |
| Rozcieńczenie IV, temp.-l 1°C, (m/m) | 0,5: 1 |
| Mycie w temperaturze sączenia, (m/m) | 0,5 : 1 |
| Bilans masowy procesu rozdzielania rozpuszczalnikowego | |
| Wydajność filtratu, aA{m/m) | 83,7 |
| Wydajność osadu, <3/dm/m) | 10,2 |
| Straty, °/d(m/m) | 6,1 |
| Właściwości filtratu | |
| Lepkość kinematyczna w temp. 40°C, mm2/s | 4,579 |
| Temperatura mętnienia, °C | -10,2 |
| Temperatura płynięcia, °C | -12 |
| Temperatura zablokowania zimnego filtra (CFPP), °C | -12,4 |
Powyższe przykłady dowiodły, że wynalazek nadaje się do przemysłowego stosowania.
Claims (9)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME, przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym, znamienny tym, że surowiec, to jest mieszaninę estrów metylowych kwasów tłuszczowych - FAME o temperaturze mętnienia nie niższej niż -8°C, temperaturze płynięcia nie niższej niż -15°C i temperaturze zablokowania zimnego filtra nie niższej niż -15°C poddaje się procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat, będący zmodyfikowanym biopaliwem FAME i osad, obejmującemu etap krystalizacji i etap filtracji, przy czym w etapie krystalizacji surowiec poddaje się pierwszemu rozcieńczeniu rozpuszczalnikiem, którym jest metyloizbutyloketon, uzyskując mieszaninę surowca i rozpuszczalnika, którą następnie oziębia się z kontrolowaną prędkością, z równoczesnym doprowadzeniem oziębionego rozpuszczalnika w 1-6 porcjach, przy szybkości schładzania w zakresiePL 236 714 B10,2-8,0°C/min., aż do osiągnięcia temperatury od -20 do -30°C, przy czym stosunek sumarycznej ilości rozpuszczalnika do surowca zawiera się w przedziale od 2:1 do 7:1 (m/m), a wielkość rozcieńczeń wyrażona stosunkiem masowym rozpuszczalnika do surowca wynosi od 0,3:1 do 3:1 (m/m), po czym w zakresie temperatur od -20 do -30°C, odfiltrowuje się wydzielony osad, który przemywa się tym samym zimnym rozpuszczalnikiem jak używany w etapie krystalizacji, stosowanym w ilości od 0,1:1 do 2:1 (m/m) wyrażonej stosunkiem masowym rozpuszczalnika do surowca, a następnie z roztworu filtratu oddestylowuje się rozpuszczalnik uzyskując produkt końcowy o obniżonych: temperaturze mętnienia o 5 do 11°C, temperaturze płynięcia o 2 do 12°C i temperaturze zablokowania zimnego filtra o 3 do 12°C, w stosunku do wartości tych temperatur przed poddaniem FAME procesowi rozdzielania rozpuszczalnikowego na filtrat i osad.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do surowca wprowadza się dodatkowo modyfikator krystalizacji w ilości od 50 do 5000 ppm (mg/kg), korzystnie 1000 ppm.
- 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako modyfikator krystalizacji stosuje się modyfikator zawierający jako substancję aktywną polimetakrylany alkilu.
- 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że mieszaninę w etapie krystalizacji schładza się z szybkością 0,8-2,5°C/min. do wartości temperatury od -24 do -28°C.
- 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że stosunek sumarycznej ilości rozpuszczalnika do wsadu zawiera się w przedziale od 2,8:1 do 5:1 (m/m).
- 6. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że liczba rozcieńczeń w etapie krystalizacji wynosi od 2 do 3.
- 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że wydzielone węglowodory odfiltrowuje się w zakresie temperatur od -24 do -28°C i przemywa się zimnym rozpuszczalnikiem stosowanym w ilości od 0,3:1 do 1:1 (m/m).
- 8. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że w etapie krystalizacji temperatura rozpuszczalnika w punkcie dostrzyku do mieszaniny jest równa lub różni się maksymalnie o ± 3°C od temperatury oziębianej mieszaniny.
- 9. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że w etapie krystalizacji pierwszą porcję rozpuszczalnika do surowca wprowadza się w temperaturze, w której surowiec jest jednorodną fazą ciekłą nie zawierającą kryształów, korzystnie z przedziału 40-60°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL428360A PL236714B1 (pl) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL428360A PL236714B1 (pl) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL428360A1 PL428360A1 (pl) | 2020-06-29 |
| PL236714B1 true PL236714B1 (pl) | 2021-02-08 |
Family
ID=71124862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL428360A PL236714B1 (pl) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL236714B1 (pl) |
-
2018
- 2018-12-27 PL PL428360A patent/PL236714B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL428360A1 (pl) | 2020-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Silitonga et al. | Pilot-scale production and the physicochemical properties of palm and Calophyllum inophyllum biodiesels and their blends | |
| Dunn | Effects of minor constituents on cold flow properties and performance of biodiesel | |
| Jahirul et al. | Physio-chemical assessment of beauty leaf (Calophyllum inophyllum) as second-generation biodiesel feedstock | |
| Dunn et al. | Cold weather properties and performance of biodiesel | |
| Dwivedi et al. | Cold flow behavior of biodiesel-A review | |
| Eremeeva et al. | Studying the possibility of improving the properties of environmentally friendly diesel fuels | |
| Isah et al. | Oxidation stability and cold flow properties of biodiesel synthesized from castor oil: Influence of alkaline catalysts type and purification techniques | |
| US20090199462A1 (en) | Method for separating saturated and unsaturated fatty acid esters and use of separated fatty acid esters | |
| US20040231234A1 (en) | Palm diesel with low pour point for climate countries | |
| JP5010090B2 (ja) | 低流動点を有するディーゼル油 | |
| US20040231236A1 (en) | Palm diesel with low pour point for cold climate countries | |
| EP1484385B1 (en) | Palm diesel with low pour point for cold climate countries | |
| PL236714B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| CN107922883B (zh) | 用于具有低硫含量的燃料的润滑性添加剂 | |
| PL236705B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| PL236712B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| PL236713B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| PL236711B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| PL236709B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| PL236708B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| PL236707B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| PL236706B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| PL236710B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego biopaliwa FAME przeznaczonego do silników samochodowych o zapłonie samoczynnym | |
| US8246699B2 (en) | Palm diesel with low pour point for cold climate countries | |
| PL241180B1 (pl) | Sposób otrzymywania zmodyfikowanego tłuszczu |