Модернизированный способ получения смазывающей присадки к дизельному топливу Российский патент 2020 года по МПК C11C3/10 C10L1/19 C10L1/10 

Изобретение относится к технологии получения присадок к дизельному топливу с малым содержанием серы, а точнее к получению смеси этиловых эфиров жирных кислот путем переэтерификации масел абсолютным спиртом в присутствие катализатора.

При эксплуатации дизельных установок приходится одновременно решать две задачи: соблюдать экологические требования при сгорании топлива и снижать износ частей дизеля, контактирующих с топливом. Первая задача решается, от части, использованием дизельного топлива с низким содержанием серы. Вторая же наоборот, напрямую зависит от достаточного содержания серы и связанных с ней полярных и ароматических соединения. Данный конфликт решается путем удаления соединений содержащих серу и добавления в дизельное топливо присадок. Используемые присадки не должны при сгорании загрязнять атмосферу, включая соединения серы и одновременно заменять потерянные при очистке топлива полярные и ароматические соединения.

В качестве таких присадок используются смеси этиловых эфиров непредельных жирных кислот. Способ получения такого вещества является предметом рассмотрения предлагаемого технического решения.

Известен способ по патенту на изобретение РФ №2365625 получения эфиров жирных кислот, которые могут быть использованы в качестве биодизеля - альтернативного биотоплива (со смазывающими свойствами). Описывается способ обработки рапсового масла путем переэтерификации его этиловым спиртом с разделением полученных продуктов на фракции, полученным барботированием диоксидом углерода биомассы иммобилизованных гранулированных дрожжей, осуществляют в реакторе при 350-400°С и давлении 35-50 МПа с последующим охлаждением смеси, термостатированием в экстракторе до 250°С, экстракцией диоксидом углерода в сверхкритических условиях при 350°С и давлении 35 МПа. Полученную гомогенную смесь подают в первый сепаратор для отделения глицерина от целевого продукта, а затем целевой продукт подают во второй сепаратор для отделения этилового эфира жирной кислоты от диоксида углерода, который направляют на рецикл.

Данный способ имеет недостатки. К ним относится использование в технологии производства высокого давления и температуры, что усложняет и удорожает производство и делает его опасным для человека. Также не используются катализаторы.

Известен способ по патенту на изобретение РФ №2436841 получения смазывающей присадки к дизельному топливу, включающему переэтерификацию растительного масла этиловым спиртом и отделение образующегося при реакции глицерина. Переэтерификацию осуществляют в присутствии катализатора - гидроксида калия - при непрерывном перемешивании компонентов в реакторе переэтерификации, после окончания перемешивания перекачивают полученную смесь в установочную емкость, где отстаивают не менее суток, затем сливают отстоявшийся глицерин из установочной емкости и закачивают в него воду, затем по прошествии не менее суток сливают отстоявшуюся воду в резервуар для воды, а остаток сушат до получения готового продукта. Предпочтительно растительное масло перед переэтерификацией предварительно нагреть до температуры 66-68°С.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Изобретение обладает определенными недостатками. В частности не достигается максимально возможная производительность из-за использования простого этилового спирта для переэтерификации.

Представленное техническое решение ставит своей целью повышение производительности при производстве присадки, т.е. сокращение времени на производство единицы продукции.

Представленный способ содержит технологические переделы для превращения исходных компонентов сырья в готовый продукт - смазывающую присадку для дизельного топлива. На физическом уровне суть работы присадки -способность несимметрично поляризованных органических молекул к обособлению в среде неполярных растворителей и связанному с ним росту адгезионной способности к металлам, приводящих к образованию на поверхностях смазываемых узлов трения особой наноразмерной структуры - «молекулярного ворса», состоящего из нормально ориентированных к поверхности молекул, образующих электромагнитные связи с атомами металла и повышающих в несколько раз толщину и прочность граничного слоя смазывающего материала.

Исходными компонентами являются: растительное масло, абсолютный этиловый спирт 99,2%, гидроксид калия. В качестве растительного масла используют рапсовое, подсолнечное, хлопковое, пальмовое масло или их сочетание.

В качестве технологического передела используют переэтерификацию растительного масла абсолютным этиловым спиртом в присутствии катализатора - гидроксида калия.

Предлагаемая технология реализуется на практике следующим образом:

1. Переэтерификация растительного масла абсолютным этиловым спиртом в присутствие катализатора - гидроксида калия при непрерывном перемешивании компонентов в реакторе переэтерификации.

2. После окончания перемешивания перекачивают полученную смесь в установочную емкость, закачивают воду и отстаивают не менее 4 часов.

3. Смесь разделяют на два потока, например с помощью центрифуги Альфа Лаваль, условно называемые глицериновым и эстеровым.

4. Эстеровый поток сушится до получения готового продукта, контролируя точку вспышки в закрытом тигле (не менее 70°С).

Полезный эффект в сравнении с прототипом достигается за счет того, что в разработанной технологии вместо обычного этилового спирта применяют абсолютный спирт 99,2%, что изменяет температурный и временной режим реакции. Так же это позволяет снизить расход спирта: 110 литров абсолютного этилового спирта 99,2% заменяют в реакции 220 л обыкновенного этилового спирта. По прототипу смесь приходилось перекачивать в осадитель и промывать водой, в предложенном техническом решении этого не требуется и смесь прямо подается на разделение на потоки и далее на сушку.

Относительно способа прототипа производительность предлагаемой технологии увеличена примерно в 3 раза.

Результатом применения технологии является простое и высоко производительное получение антифрикционой присадки для дизельного топлива.

Изобретение относится к технологии получения присадок к дизельному топливу с малым содержанием серы, а точнее к получению смеси этиловых эфиров жирных кислот путем переэтерификации. Суть работы присадки - способность несимметрично поляризованных органических молекул к обособлению в среде неполярных растворителей и связанному с ним росту адгезионной способности к металлам, приводящих к образованию на поверхностях смазываемых узлов трения особой наноразмерной структуры - «молекулярного ворса», состоящего из нормально ориентированных к поверхности молекул, образующих электромагнитные связи с атомами металла и повышающих в несколько раз толщину и прочность граничного слоя смазывающего материала. Предлагаемая технология реализуется на практике следующим образом: переэтерификация растительного масла абсолютным этиловым спиртом в присутствии катализатора - гидроксида калия при непрерывном перемешивании компонентов в реакторе переэтерификации, после окончания перемешивания перекачивают полученную смесь в установочную емкость, закачивают воду и отстаивают не менее 4 ч, смесь разделяют на два потока, например с помощью центрифуги, на глицериновый и эстеровый. Эстеровый поток сушится до получения готового продукта, контролируя точку вспышки в закрытом тигле (не менее 70°С). Технический результат заключается в разработке простого высокопроизводительного способа получения антифрикционной присадки к дизельному топливу. 3 з.п. ф-лы.

1. Модернизированный способ получения смазывающей присадки к дизельному топливу, включающий переэтерификацию растительного масла этиловым спиртом в присутствии катализатора - гидроксида калия при непрерывном перемешивании компонентов в реакторе переэтерификации, отличающийся тем, что в качестве этилового спирта используют абсолютный этиловый спирт 99,2%, а после переэтерификации происходит перекачивание полученной смеси в установочную емкость, закачивание воды, отстаивание не менее 4 ч, разделение смеси на два потока - глицериновый и эстеровый, сушку эстерового потока до получения готового продукта.

2. Модернизированный способ получения смазывающей присадки к дизельному топливу по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растительного масла используют рапсовое, подсолнечное, хлопковое, пальмовое масло или их сочетание.

3. Модернизированный способ получения смазывающей присадки к дизельному топливу по п. 1, отличающийся тем, что разделение смеси на два потока - глицериновый и эстеровый происходит при помощи центрифуги.

4. Модернизированный способ получения смазывающей присадки к дизельному топливу по п. 1, отличающийся тем, что этиловый эстер сушится до получения готового продукта, контролируя точку вспышки в закрытом тигле (не менее 70°С).