УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА ИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ ФЛЮИДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Изобретение относится к области топливной энергетики и касается приготовления биодизельного топлива.
Известно устройство для получения биодизельного топлива марки BK-CVS-Biodiesel фирмы Bio King (Нидерланды, г.Гравенпольдер) (фиг.2), содержащее реактор непрерывного типа, подогреватель-экономайзер, теплообменники, задерживающий сосуд, систему извлечения спирта, выносные резервуары для хранения сырья, глицерина, спирта и очищенного биодизельного топлива. Недостатком известного устройства является наличие большого перечня энергоемкого оборудования, большая продолжительность процесса получения биодизельного топлива, многостадийная очистка биодизельного топлива от продуктов реакции переэтерификации.
Задачей изобретения является упрощение технологической схемы получения биодизельного топлива, уменьшение энергозатрат в технологическом процессе, сокращение продолжительности реакции переэтерификации, исключение экологически вредных отходов производства.
Решение указанной задачи достигается тем, что заявленное устройство дополнительно снабжено двумя насосами высокого давления, подключенными к выносным резервуарам для хранения сырья и спирта, холодильником для конденсации спирта, соединенным с задерживающим сосудом и выносным резервуаром для хранения спирта, вакуумным насосом, подсоединенным к выносным резервуарам для хранения очищенного биодизельного топлива и спирта, системой контроля и измерения (КИП), подключенной к реактору непрерывного типа, резервуарам для хранения сырья, спирта, биодизельного топлива, глицерина и задерживающему сосуду, при этом реактор непрерывного типа выполнен единым конструкционным узлом в виде змеевика, последовательно соединенного с теплообменниками и подогревателем-экономайзером и заключен в термоизолирующую оболочку. Изложенная
сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), где схематически изображен общий вид описываемого устройства.
Устройство содержит реактор непрерывного типа 1 оригинальной конструкции (ноу-хау) со встроенными датчиками давления и температуры и магнезиальным кабелем.
Реактор непрерывного типа 1 оснащен подводящими, отводящими трубопроводами, запорной и запорно-регулировочной арматурой. Наружная поверхность реактора непрерывного типа 1 и трубопроводов покрыта теплоизоляцией. Предназначен для осуществления реакции переэтерификации растительных масел в среде сверхкритического спирта и выдачи продукта реакции в задерживающий сосуд 2 для разделения продуктов реакции переэтерификации и одновременно для хранения сырья.
Задерживающий сосуд 2 представляет собой две цилиндрические герметичные друг от друга емкости, коаксиально расположенные, оснащенные подводящими, отводящими трубопроводами, запорной и запорно-регулировочной арматурой, измерителями уровня (верхнего и нижнего). Внутренний цилиндр (задерживающий сосуд 2) предназначен для накопления, разделения продукта реакции переэтерификации и выдачи разделенных компонентов продукта в резервуары для хранения спирта 3, очищенного биодизельного топлива 5 и глицерина 6. Межциллиндрическое пространство (резервуар для хранения сырья 2) предназначено для хранения, подогревания и выдачи растительного масла в реактор непрерывного типа 1 посредством насоса высокого давления 7. В качестве насоса может быть использован дозировочный плунжерный.
Резервуар для хранения спирта 3 предназначен для накопления и выдачи спирта в реактор непрерывного типа 1 посредством насоса высокого давления 8. Оснащен подводящими, отводящими трубопроводами, запорной и запорно-регулировочной арматурой, измерителями уровня (верхнего и нижнего). В качестве насоса может быть использован дозировочный плунжерный.
Вакуумный насос 4 служит для отгонки остатков спирта из резервуара для хранения очищенного биодизельного топлива 5. Оснащен подводящими, отводящими трубопроводами, запорной и запорно-регулировочной арматурой.
Резервуар для хранения очищенного биодизельного топлива 5 оснащен подводящими, отводящими трубопроводами, запорной и запорно-регулировочной арматурой, измерителем уровня, предназначен для накопления, очистки от остаточного спирта и хранения биодизельного топлива.
Резервуар для хранения глицерина 6 оснащен подводящими, отводящими трубопроводами, запорной и запорно-регулировочной арматурой, измерителем уровня, предназначен для накопления и хранения глицерина.
Холодильник 9 предназначен для конденсации избыточного парообразного спирта, поступающего из задерживающего сосуда 2 в резервуар для хранения спирта 3.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Подготовительные работы включают:
- открывается запорная арматура на линии резервуар для хранения спирта 3 - насос высокого давления 8 - реактор непрерывного типа1, включается насос высокого давления 8 и производится заполнение реактора непрерывного типа 1 спиртом до определенного давления. Контроль заполнения реактора непрерывного типа 1 осуществляется по электронному преобразователю сигнала датчика давления (возможно использование стрелочного манометра);
- одновременно подается напряжение на магнезиальный кабель для нагревания спирта. По электронному преобразователю сигнала датчика температуры контролируется достижение значения температуры спирта до рабочей.
После подготовительных работ открывается запорная арматура на линии задерживающий сосуд 2 - насос высокого давления 7 - реактор непрерывного типа 1. Включается насос высокого давления 7, подается растительное масло в реактор непрерывного типа 1. Одновременно открывается запорная арматура на линиях: реактор непрерывного типа 1 - задерживающий сосуд 2, задерживающий сосуд 2 - резервуар для хранения спирта 3 и вакуумный насос 4 - резервуар для хранения спирта 3.
Образующийся продукт реакции переэтерификации растительного масла в среде сверхкритического спирта начинает поступать в задерживающий сосуд 2,
где создается избыточное давление. Под действием последнего избыточный спирт, находящийся в парообразном состоянии в задерживающем сосуде 2, начинает поступать в резервуар для хранения спирта 3, попутно конденсируясь в холодильнике 9.
В задерживающем сосуде 2 происходит послойное разделение продукта реакции на глицерин и спиртовые эфиры жирных кислот за счет разности плотностей. По достижении заданного уровня открывается запорная арматура на линиях: задерживающий сосуд 2 - резервуар для хранения биодизельного топлива 5 и задерживающий сосуд 2 - резервуар для хранения глицерина 6, а также на линии резервуар для хранения биодизельного топлива 5 - вакуумный насос 4 для откачки паров остаточного метанола.
Резюмируя, можно сказать, что данная установка выгодно отличается от прототипа меньшим количеством устройств, не образует продуктов омыления вследствие отсутствия катализатора в процессе перерэтерификации за счет оригинальной конструкции реактора непрерывного типа, позволяющей поддерживать оптимальные параметры процесса для максимального выхода продукта реакции переэтерификации.