Технологическая линия для производства смесевого биодизельного топлива

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СМЕСЕВОГО(71) Заявитель Скиба Алексей Павлович(72) Автор Скиба Алексей Павлович(73) Патентообладатель Скиба Алексей Павлович(57) 1. Технологическая линия для производства смесевого биодизельного топлива, включающая емкость для биодизельного топлива, которая посредством насосной станции и магистральных и периферийных топливопроводов и смесителя готовой продукции связана с баком топлива малой вязкости и с баком топлива повышенной вязкости, отличающаяся тем, что она снабжена кавитационным конвертором-диспергатором и средством двухстадийного приготовления и введения присадок в топливо на основе коагулянтовразбавителей и антиоксидантов, выполненным в виде дополнительного смесителя предварительного смешивания для приготовления полупродукта, содержащего две гидравлически связанные между собой параллельно работающие емкости предварительного смешивания и дозирования в них присадок, рапсового масла тонкой очистки и дизельного топлива, которые посредством системы дозаторов и объемного счетчика связаны с баком приготовления присадок, с баком топлива повышенной вязкости и с баком топлива малой вязкости, при этом выпускные патрубки дополнительного смесителя через магистральный трубопровод соединены с кавитационным конвертором-диспергатором готовой продукции, который через раздаточную емкость гомогенизации биодизельного топлива и магистральный трубопровод связан с емкостным накопительным парком нефтебазы отпуска готовой продукции.(56) 1. Рапсовое масло как альтернатива топлива для дизеля // Автомобильная промышленность.- 2006.-2.- ООО ВНИИГАЗ.- НПП Агродизель. 2. Биотопливо из рапса // Техника в сельском хозяйстве.- МГАУ.- 2005.- С. 32. Полезная модель относится к области топливной энергетики, в частности к конструкции технологических линий для производства топливных композиций на основе углеводородного топлива с добавлением различных веществ, и может быть использована в системе питания автотракторного транспорта, преимущественно при использовании дизельного топлива для эксплуатации дизельной техники, а также для питания дизельэлектростанций, для отопления жилья, коммунально-бытовых и производственных помещений, нагрева водопроводной воды и других производственных и технологических нужд. Известно устройство технологической линии для производства смесевого биодизельного топлива, включающее емкость для биодизельного топлива, которая посредством насосной станции и магистральных и периферийных топливопроводов и смесителя готовой продукции связана с баком топлива малой вязкости и с баком топлива повышенной вязкости и с раздаточной колонкой 1. Недостаток известного устройства проявляется в низкой эффективности производимого топлива из-за значительной разбежки по вязкости двухкомпонентной смеси биодизельное топливо (ДТ) плюс рапсовое масло (РМ) и, как следствие, низкая термомеханическая стойкость получаемого топлива. Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа, является технологическая линия для производства смесевого биодизельного топлива, включающая емкость для биодизельного топлива, которая посредством насосной станции, магистральных и периферийных топливопроводов и смесителя готовой продукции связана с баком топлива малой вязкости, с баком топлива повышенной вязкости и с раздаточной колонкой 2. Известное устройство обладает ограниченными технологическими возможностями производства смесевого топлива, устойчиво работающего в зависимости от температуры воздуха, также недостаточной производительностью. Недостаток прототипа так же, как и аналога, проявляется в значительном разбросе по вязкости двухкомпонентной смеси ДТ плюс рапсовое масло (РМ), что снижает морозостойкость топлива, вызывает повышенный расход топлива, наблюдение расслоения смеси из-за низкой термомеханической стойкости топлива. Техническая задача, которую решает объект промышленной собственности, заключается в расширении технологических возможностей смесевого биодизельного топлива путем получения зимнего и летнего топлива на основе добавления в него присадок, исключающих расслоение смеси, повышение его морозостойкости. Техническая задача достигается тем, что технологическая линия для производства смесевого биодизельного топлива, включающая емкость для биодизельного топлива, которая посредством насосной станции, магистральных и периферийных топливопроводов, смесителя готовой продукции связана с баком топлива малой вязкости и с баком топлива повышенной вязкости, согласно полезной модели, она снабжена кавитационным конверторомдиспергатором и средством двухстадийного приготовления и введения присадок в топливо на основе коагулянтов-разбавителей и антиоксидантов, выполненным в виде дополнительного смесителя предварительного смешивания для приготовления полупродукта,содержащего две гидравлически связанные между собой параллельно работающие емкости предварительного смешивания и дозирования в них присадок, рапсового масла тонкой очистки и дизельного топлива, которые посредством системы дозаторов и объемного счетчика связаны с баком приготовления присадок, с баком топлива повышенной вязкости 2 54212009.08.30 и с баком топлива малой вязкости, при этом выпускные патрубки дополнительного смесителя через магистральный трубопровод соединены с кавитационным конвертором - диспергатором готовой продукции, который через раздаточную емкость гомогенизации биодизельного топлива и магистральный трубопровод связан с емкостным накопительным парком нефтебазы отпуска готовой продукции. Между отличительными признаками и техническим результатом имеется причинноследственная связь, содержащая элементы неочевидности для данной области техники. Такая связь придает полезной модели новое качество и обусловливает соответствие ее критерию промышленную применимость. Между отличительными признаками и техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь наличие новых конструктивных признаков, их взаимное расположение, удобство для пользователя, конструкция заявленной полезной модели устройства не только направлена на расширение технологических возможностей путем увеличения надежности запуска двигателя независимо от окружающей температуры, но и способствует уменьшению вязкости дизельного топлива, разжижению кристаллов парафина и растворения водного конденсата, образующихся в дизельном топливе при эксплуатации дизельной техники в зимнее время. По сведениям, которыми располагает заявитель, предлагаемая совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, не известна из уровня техники,следовательно, предлагаемая полезная модель соответствует критерию новизна. Технический результат линии проявляется в повышении ее производительности, в повышении надежности и долговечности работы дизеля за счет улучшения характеристик топлива - термомеханической стойкости топлива перед запуском и после запуска дизеля. Экономическая задача достигается за счет использования возобновляемого растительного источника и частичным импортозамещением нефтепродуктов. Предлагаемая сущность полезной модели может быть многократно использована в автомобилестроении. Устройство линии поясняется чертежом, где на фигуре - общий вид линии. Технологическая линия для производства смесевого биодизельного топлива содержит насосную станцию 1 для закачки и дозирования в емкостной парк линии дизельного топлива (ДТ). Линия снабжена средством двухстадийного приготовления и введения присадок в топливо на основе коагулянтов-разбавителлей и антиоксидантов, выполненным в виде дополнительного смесителя 2 для приготовления полупродукта и снабженного баком 3 для приготовления присадок, системой дозаторов 4, 5 и посредством трубопроводов,связанных с баком 6 топлива повышенной вязкости для рапсового масла тонкой очистки(РМТО). Дополнительный смеситель 2 предварительного смешивания для приготовления полупродукта содержит емкости 7, 8 предварительного смешивания и дозирования в них дизельного топлива (ДТ) из транспортной цистерны, присадок и рапсового масла тонкой очистки (РМТО). Смеситель 2 предварительного смешивания через выпускные патрубки соединен с раздаточной емкостью 9 гомогенизации смесевого биодизельного топлива магистральным трубопроводом 10. Бак 6 для рапсового масла тонкой очистки (РМТО) соединен с емкостями 7, 8 через объемный счетчик 11 магистральным трубопроводом,включенным в цепь насосной станции 1. Емкости 7, 8 соединены через кавитационный конвертор - диспергатор 12 готовой продукции магистральным трубопроводом 13 с раздаточной емкостью 9 гомогенизации смесевого биодизельного топлива, которая через магистральный трубопровод 14 связана с емкостным накопительным парком нефтебазы отпуска готовой продукции. Новый конструктив линии позволяет осуществлять следующий технологический процесс и схемы производства биодизельного топлива на следующем примере. Дизельное топливо (ДТ) через магистральный трубопровод 15 из транспортной цистерны, на чертеже условно не показана, закачивают в емкости 7, 8 предварительного смешивания и дозирования поочередно. Емкости 7, 8 предварительного смешивания и дози 3 54212009.08.30 рования работают в режиме выдачи полупродукта также поочередно, при этом одна из емкостей 7, 8 работает автономно предварительного смешивания, а вторая в режиме подачи полупродукта в кавитационный конвертор - диспергатор 12. Заполнение бака 3 для приготовления присадок и бака 6 топливом повышенной вязкости рапсовым маслом тонкой очистки (РМТО). Дозировка и приготовление предварительной смеси системой дозаторов 4, 5. Предварительное смешивание механическим путем компонентов дизельного биотоплива для приготовления полупродукта в емкостях 7, 8 центробежным насосом 1. Предварительно приготовленную смесь в емкостях 7, 8 поочередно по магистральному трубопроводу 13 через кавитационный конвертор - диспергатор 12 типа 15 по трубопроводу 10 подают в емкость готовой продукции 9. Емкость 9 для смесевого биодизельного топлива магистральным трубопроводом 14 связана с емкостным накопительным парком отпуска готовой продукции. Окончательное приготовление композиции дизельного биотоплива как готового продукта производят в кавитационном конверторе-диспергаторе 12 типа 15 на молекулярном уровне компонентов. В кавитационном конверторе-диспергаторе 12 в результате процесса механохимии механическая смесь дизельного топлива, рапсового масла и присадок переходит в химически стойкое соединение, которое перекачивают в емкость 9 для временной выдержки и гомогенизации. После выдержки смесевое биодизельное топливо магистральным трубопроводом 14 закачивают в емкостной накопительный парк нефтебазы склад отпуска и хранения готовой продукции, на чертеже условно не показанный. Таким образом конструктив технологической линии обеспечивает двухстадийный процесс приготовления биодизельного топлива, при котором на первой стадии производят механическое воздействие на компоненты смесевого полупродукта в емкостях 7, 8, а на второй - осуществляют приготовление моторного топлива в кавитационном конверторедиспергаторе 12 готовой продукции. Новая конструкция линии позволила приготовить качественный состав компонентов нового вида смесевого биодизельного топлива и Обществом с ограниченной ответственностью СЕРВИС-ТРАКпроведены его опытно промышленные испытания, результаты которого сведены в табл. 1, 2. В качестве базовой смеси выбрана двухкомпонентная композиция дизельного биотоплива, включающая дизельное топливо (ДТ) и рапсовое масло (РМТО) до 30,0 мас.Дополнительно введены коагулянт-разбавитель и антиоксидант при следующем соотношении компонентов, мас.рапсовое масло тонкой очистки 3,0-32,0 коагулянт-разбавитель 1,0-11,0 антиоксидант 0,01-0,007 дизельное топливо 65,0-95,0. В дизельном биотопливе в качестве антиоксиданта был бы использован агидол технический. Качественный состав компонентов нового смесевого дизельного биотоплива представлен в табл. 1. 1. Растительное рапсовое масло тонкой очистки (РМТО).3,0-32,0. 2. Коагулянт-разбавитель (КР) смесь керосина осветительного (КО) с реактивным топливом (РТ). 3. Антиоксидант (агидол технический). 4.Дизельное топливо (ДТ) нефтяного происхождения. Массовый состав вкомпонентов дизельного биотоплива, в т.ч. 0,- запредельный 54212009.08.30 Таблица 1 Ингридиенты РМТО КР агидол ДТ 1,97 8,991 3 13,992 32 35 0,7225 1 1,993 11 2,99 17 0,0075 0,009 0,0070,008 0,01 0,015 97,3 90 95 75,0 65 47,985 Не соответствует требованиям 100100100100100 СТБП 18002007 (100 ) В зависимости от условий применения разработаны две марки биотоплива дизельного Л - (летнее), рекомендуемое для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0 С и выше З - (зимнее), рекомендуемое при температуре окружающего воздуха минус 20 С и ниже (температура застывания топлива не ниже минус 35 С). Пример условного обозначения дизельного биотоплива Марки Л (летнего) СБ-ДТ ХХ-Л Марки З (зимнего)СБ-ДТ ХХ-3. ХХ-процентное содержание биокомпонента (РМТО). Биотопливо соответствует требованиям технических условий и изготавливается по рецептуре и технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. По физико-химическим свойствам топливо должно соответствовать следующим требованиям и нормам, указанным в табл. 2. Таблица 2 Норма для марки Метод испыНаименование показателей тания Л З 1.Цетановый индекс не менее 46 46 ГОСТ 27768 2. Фракционный состав а)50 перегоняется при температуре С не выше 280 280 ГОСТ 2 177 б) 95 перегоняется при температуре С не выше 360 350 3. Вязкость кинематическая при 20 С,3,0-8,0 3,0-7,0 ГОСТ 33 мм 2(сСт) 4.Температура вспышки, определенная в 40 35 ГОСТ 6356 закрытом тигле, С не выше 5. Массовая доля серы,не более 0,2 0,2 ГОСТ 1921 6. Испытание на медной пластине выдерживает выдерживает ГОСТ 6321 7. Содержание водорастворимых кислот и отсутствует отсутствует ГОСТ 6307 щелочей 8. Плотность при 20 С, кг/м 3 860-880 860-880 ГОСТ 3900 9. Содержание механических примесей отсутствие ГОСТ 2477 10. Содержание воды, МД/кд 24 24 11.Температура застывания, не выше С-18 ГОСТ 20287 Производственные испытания показали, согласно табл. 2, что биодизельное топливо является малоопасным продуктом и по степени воздействия на организм человека относится к 4 классу опасности в соответствие с ГОСТ 12.1.007. Составпо табл. 1 подпадает под нормы 2 б и 8 табл. 2, как моторное дизельное биотопливо с низкими технологическими свойствами. 5 54212009.08.30 Предельно допустимая концентрация паров углеводородов биодизельного топлива в воздухе рабочей зоны 300 мг/м 3 в соответствии с ГН 2.2.5.686. Характеристика вредных веществ представлена в табл. 3. Таблица 3 Наименование ПДК,Агрегатное состоя- Класс опас- Характер действия на ингредиентов мг/м 3 ние ности организм человека Углеводороды (в Действует в высоких 300 П 4 пересчете на С) концентрациях на ЦНС Полученное биодизельное топливо смесевое на основе рапсового масла (СБ-ДТ) предназначено для транспортных средств со стандартными дизельными двигателями. Испытуемый дизель работал на испытуемых смесях более стабильно и менее жестко по сравнению с дизельным топливом, запах отработанных газов был менее раздражителен. Биодизельное топливо на основе углеводородного топлива с добавлением различных веществ характеризуется тем, что в качестве использованного сырья взяты широко распространенные в Беларуси постоянно возобновляемые материалы, такие как маслосемена рапса. Использование технологической линии для получения биодизельного топлива дает немалую экономическую выгоду народному хозяйству, позволяет использовать для получения моторного топлива возобновляемое сырье - маслосемена рапса, решает проблему замены импорта нефтепродуктов и тем самым решает целый ряд экологических проблем и одновременно дает так нужный народному хозяйству энергоноситель. Промышленное освоение биодизельного топлива предполагается на территории Беларуси и стран СНГ. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6