СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОТОРНОГО ТОПЛИВА (БИОДИЗЕЛЯ)
METHOD OF OBTAINING MOTOR FUEL (BIODIESEL)

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:
2
2
2
2
3
5НO=4Н+НO+О,
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.