Способ производства биодизельного топлива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей Российский патент 2020 года по МПК C10L1/00 C11C3/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может найти применение при изготовлении из семян рапса биотоплива с последующим использованием его в автотракторных двигателях, например для тракторов марки МТЗ-80, МТЗ-82 и др.

Известен способ получения биодизельного топлива по патенту 2393006 кл. B01F 5/00, 2010, включающий смешивание растительного масла, спирта и катализатора, кавитационную обработку смеси до получения однородной эмульсии и разделение эмульсии на биодизель и глицерин.

Недостатком способа является применение глицерина, который является термически неустойчивым веществом. При температуре от 90°С он начинает разлагаться с выделением паров ацетона и акролеина. Выделяемые компоненты очень токсичны, а ацетон еще и взрывоопасен. В сочетании с пониженной до 112°С температурой вспышки такой антифриз представляет собой гремучую смесь (https://fainaidea.com/jeto-interesno-znat/nedostatki-glitserina-kak-ohlazhdayushhej-zhidkosti-dlya-inzhenernyh-sistem-147705.html).

Известен способ получения биодизельного топлива по патенту RU 2412236 кл. С11С 3/04 путем переэтерификации растительного масла спиртом, разделения полученных продуктов экстракцией сверх критических условий диоксидом углерода.

Известен способ производства биотоплива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей по патенту RU 2393209 кл. С11С 3/04, 2010, взятый за прототип, включающий нейтрализацию жирных кислот рапсового масла, отделение выпавшего осадка из него, смешивание очищенного рапсового масла с дизельным топливом.

Недостатком известного способа является использование едкого калия, что влияет на себестоимость, и в чистом виде действует на кожу и слизистые оболочки человека прижигающим образом, а также он разрушает кожу и др. материалы органического происхождения. Кроме того, при эксплуатации дизельного двигателя на рапсовом масле при температуре 20°С вязкость рапсового масла (75 мм²/с) увеличивается и становится существенно больше, чем у традиционного дизельного топлива (3,8 мм²/с) (Рапсовое масло как альтернативное топливо для дизеля / В.А. Марков [и др.] // Автомобильная промышленность. - 2006. - №2. С. 1-3).

Техническим результатом изобретения является снижение коксуемости рапсового масла, а также себестоимости биотоплива и экологической опасности производства.

Технический результат достигается тем, что в способе производства биодизельного топлива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей, включающий отделение выпавшего осадка в рапсовом масле, смешивание очищенного рапсового масла с дизельным топливом, согласно изобретению для отделения рапсового масла от осадка используют кларификацию, затем осуществляют тонкую очистку рапсового масла путем фильтрации, добавляют в него дизельное топливо в соотношении 2:1 и проводят кавитационное диспергирование продолжительностью 30-40 минут при температуре 70°С, и далее контролируют качество перемешивания, если перемешивание равномерное, то биодизельное топливо отправляют на хранение, если неравномерное, то его дополнительно перемешивают.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ производства биодизельного топлива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей отличается из известного способа тем, что обеспечивается возможность снижения себестоимости биотоплива и экологической опасности производства, что невозможно получить известными техническими решениями.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности НОВИЗНА.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, т.к. относится к сельскохозяйственному производству и может найти применение при изготовлении из семян рапса биотоплива с последующим использованием его в автотракторных двигателях, например для тракторов марки МТЗ-80, МТЗ-82 и др.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена блок схема устройства для реализации способа производства биодизельного топлива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей.

Для реализации способа производства биодизельного топлива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей используют устройство, которое последовательно содержит сепаратор 1 самоочищающийся, масляный фильтр 2 тонкой очистки, кавитационный диспергатор 3.

Способ производства биодизельного топлива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей осуществляется следующим образом.

Для отделения выпавшего осадка в рапсовом масле и смешивание очищенного рапсового масла с дизельным топливом используют кларификацию с помощью сепаратора 1, в который подают рапсовое масло.

В процессе кларификации, через определенные промежутки времени осадок выбрасывается из сепаратора наружу. В начале процесса выброса осадка (автоматическая очистка сепаратора) подачу рапсового масла в сепаратор 1 прекращают а, оставшийся в сепараторе, удаляют впуском промывочной воды. Так как процесс кларификации известен (https://cyberpedia.su/12x430d.html), то авторы приводят работу сепаратора без ссылки на чертеж. Вода заполняет гидравлическую систему, расположенную в нижней части сепаратора, и открывает пружинные клапаны. Затем под воздействием воды движется вниз подвижная нижняя часть сепаратора. В результате этого открываются выпускные окна, расположенные по периферии сепаратора в его средней части. Осадок выталкивается через эти окна центробежной силой. Затем под воздействием воды поднимается подвижная часть сепаратора вверх в исходное положение. В результате этого выпускные окна закрываются. Затем в сепаратор подается вода для восстановления жидкостного уплотнения (водяного затвора), необходимого для процесса сепарации. После этого возобновляют подачу в сепаратор 1 необработанного рапсового топлива и продолжается процесс сепарации (https://cyberpedia.su/12x430d.html).

Затем осуществляют тонкую очистку путем фильтрации с помощью масляного фильтра 2 и проводят кавитационное диспергирование очищенного рапсового масла с дизельным топливом взятых в соотношении 2:1 продолжительностью 30-40 минут при температуре 70°С и контролируют качество перемешивания. Время перемешивания 30-40 минут выбрано с таким расчетом, что: если перемешивание меньше этого времени, то рапсовое масло будет на дне дизельного топлива, так как его плотность составляет 830 кг/м³, а рапсового масла 916 кг/м³ и при горении выделяются смолистые вещества, которые засоряют отверстия форсунок, а если больше - то дизельное топливо растворится в рапсовом масле и процесс самовоспламенения топлива будет отсутствовать. Если перемешивание равномерное, то биодизельное топливо отправляют на хранение, если неравномерное, то его дополнительно перемешивают.

Кавитационное диспергирование очищенного рапсового масла с дизельным топливом проводят в соотношении 2:1 для того, чтобы:

- если больше взять соотношение то дизельное топливо будет вязкое и происходит его перенасыщение рапсовым маслом, а его коксуемость (0,4- 0,5%) превышает коксуемость дизельного топлива (0,3%), что приведет ухудшению его самовоспламенению и сгоранию;

- если меньше - то будет не насыщение дизельного топлива, что приведет загрязнению окружающей среды выхлопными газами.

Кавитационное диспергирование очищенного рапсового масла с дизельным топливом осуществляется при температуре 70°С, объясняется тем, что с повышением температуры вязкость рапсового масла снижается до 17,5 мм²/с, а с понижением температуры вязкость увеличивается [Марков В.А., Стремяков А.В., Девянин С.Н. Работа транспортного дизеля на смесях дизельного топлива и рапсового масла // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2010. №1. - С. 87-101].

Выполнение технологических операций в способе производства биодизельного топлива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей позволяет снизить коксуемость рапсового масла на 0,2%, а также себестоимость биотоплива на 10% и экологическую опасность производства.

Изобретение относится к производству биодизельного топлива для использования в автотракторных двигателях. Изобретение касается способа производства биодизельного топлива на основе рапсового масла для автотракторных дизельных двигателей, включающего отделение выпавшего осадка в рапсовом масле, смешивание очищенного рапсового масла с дизельным топливом. Для отделения рапсового масла от осадка используют кларификацию, затем осуществляют тонкую очистку рапсового масла путем фильтрации, добавляют в него дизельное топливо в соотношении 2:1 и проводят кавитационное диспергирование продолжительностью 30-40 минут при температуре 70°С, далее контролируют качество перемешивания, если перемешивание равномерное, то биодизельное топливо отправляют на хранение, если неравномерное, то его дополнительно перемешивают. Технический результат - снижение коксуемости рапсового масла, себестоимости биотоплива и экологической опасности. 1 ил.

Способ производства биодизельного топлива на основе рапсового масла для автотракторных дизельных двигателей, включающий отделение выпавшего осадка в рапсовом масле, смешивание очищенного рапсового масла с дизельным топливом, отличающийся тем, что для отделения рапсового масла от осадка используют кларификацию, затем осуществляют тонкую очистку рапсового масла путем фильтрации, добавляют в него дизельное топливо в соотношении 2:1 и проводят кавитационное диспергирование продолжительностью 30-40 минут при температуре 70°С, далее контролируют качество перемешивания, если перемешивание равномерное, то биодизельное топливо отправляют на хранение, если неравномерное, то его дополнительно перемешивают.