RU2747560C1 - Method for producing liquid plant-based biological fuel - Google Patents
Method for producing liquid plant-based biological fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747560C1 RU2747560C1 RU2020122811A RU2020122811A RU2747560C1 RU 2747560 C1 RU2747560 C1 RU 2747560C1 RU 2020122811 A RU2020122811 A RU 2020122811A RU 2020122811 A RU2020122811 A RU 2020122811A RU 2747560 C1 RU2747560 C1 RU 2747560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- heteropoly acid
- reduced form
- solution
- oxidized
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/02—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
- C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
- C11C3/04—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fats or fatty oils
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения жидкого биотоплива из отходов или продуктов растительного происхождения.The invention relates to methods for producing liquid biofuel from waste or plant products.
Изобретение может быть использовано для получения дизельного моторного и светлого печного топлива, где источником сырья могут служить отходы или продукты растительного происхождения, в частности, древесные отходы, такие как стружка, опилки, щепа, кора деревьев или растительные отходы переработки продуктов сельского хозяйства, например, солома, ботва и другие. В качестве сырья могут быть использованы старые деревья и кустарники, которые необходимо утилизировать в ходе вырубки и очистки площадей.The invention can be used to obtain diesel engine and light heating oil, where the source of raw materials can be waste or plant products, in particular wood waste, such as shavings, sawdust, wood chips, tree bark or plant waste from agricultural products, for example, straw, tops and others. Old trees and shrubs can be used as raw materials, which must be disposed of during felling and cleaning of areas.
Известна работа по получению жидкого углеводородного топлива из древесных опилок с помощью пучка ускоренных электронов [1].Known work on obtaining liquid hydrocarbon fuel from sawdust using a beam of accelerated electrons [1].
Сырьем для получения жидкого углеводородного топлива послужили лигнин и целлюлоза - основные компоненты древесины. Фактически несложный процесс получения жидкого топлива проходит в две стадии. Вначале проводят сухую перегонку древесины без доступа воздуха. Пучком ускоренных электронов нагревают хорошо высушенные опилки до 400-450°С в потоке метана или пропан-бутановой смеси. Под воздействием энергии ионизирующего излучения лигнин и целлюлоза распадаются. Затем парообразные продукты радиолиза охлаждают и конденсируют в водяном холодильнике при 15°С.Lignin and cellulose, the main components of wood, were used as raw materials for obtaining liquid hydrocarbon fuel. In fact, the simple process of obtaining liquid fuel takes place in two stages. First, dry distillation of wood is carried out without access to air. Well-dried sawdust is heated with a beam of accelerated electrons to 400-450 ° C in a flow of methane or a propane-butane mixture. Under the influence of the energy of ionizing radiation, lignin and cellulose decompose. Then the vaporous products of radiolysis are cooled and condensed in a water cooler at 15 ° C.
При таком способе получения продукты сухой перегонки в зависимости от породы древесины содержат от нескольких процентов до четверти ароматических компонентов, образованных при разложении лигнина и главных продуктов радиолиза целлюлозы - фуранов, альдегидов, алкилкетонов и карбоновых кислот.With this method of obtaining the products of dry distillation, depending on the type of wood, contain from several percent to a quarter of aromatic components formed during the decomposition of lignin and the main products of radiolysis of cellulose - furans, aldehydes, alkyl ketones and carboxylic acids.
Авторы утверждают, что данный способ с использованием радиолиза позволяет получить из сосны, ели, березы или осины до 15 кг/кВт⋅ч органической жидкости. Выход полезного продукта достигает 55-65% от массы облучаемой древесины.The authors argue that this method using radiolysis makes it possible to obtain up to 15 kg / kWh of organic liquid from pine, spruce, birch or aspen. The yield of a useful product reaches 55-65% of the mass of the irradiated wood.
Также авторы утверждают, что при таком способе не образуется вода. Однако, древесные отходы, как правило, содержат большое количество воды, которая будет препятствовать радиолизу. Следовательно, перед процессом необходимо провести сушку с большими затратами энергии.The authors also argue that this method does not form water. However, wood waste usually contains a large amount of water, which will inhibit radiolysis. Therefore, before the process, it is necessary to carry out drying with a large expenditure of energy.
Авторами также не указано, какая эффективность достигается при переработке других сортов деревьев и других отходов.The authors also did not indicate what efficiency is achieved when processing other varieties of trees and other waste.
Главный недостаток данного способа заключается в необходимости использования метановой или пропан-бутановой атмосферы, в которой продукты сухой перегонки превращаются в циклические и ациклические алканы, производные тетрагидрофурана, алифатические спирты и простые эфиры, вследствие чего происходит достаточно большой расход полезных горючих газов.The main disadvantage of this method is the need to use a methane or propane-butane atmosphere, in which the products of dry distillation are converted into cyclic and acyclic alkanes, tetrahydrofuran derivatives, aliphatic alcohols and ethers, as a result of which there is a fairly large consumption of useful combustible gases.
Известен способ получения метана и его производных [2].A known method of producing methane and its derivatives [2].
Сущность метода заключается в том, что 10-80%-ный водный раствор гетерополикислоты 2-18 ряда, имеющей химическую формулу H6[P2W18O62], нагревают до температуры 70-140 С°, после чего в раствор погружают свинцовую или медную пластину и выжидают 3-15 минут до начала процесса восстановления анионного комплекса [P2W18O62]6-, после чего через раствор при давлении 700-800 мм рт.ст. пропускают газовую смесь с концентрацией углекислого газа не более 60 об.% и концентрацией кислорода не менее 5 об.% до получения одного из насыщенных углеводородов.The essence of the method lies in the fact that 10-80% aqueous solution of heteropoly acid number 2-18, having the chemical formula H 6 [P 2 W 18 O 62], is heated to a temperature of 70-140 C °, then immersed in a solution of lead or a copper plate and wait 3-15 minutes before the start of the reduction of the anionic complex [P 2 W 18 O 62 ] 6- , then through the solution at a pressure of 700-800 mm Hg. a gas mixture with a carbon dioxide concentration of not more than 60 vol.% and an oxygen concentration of not less than 5 vol.% is passed through until one of the saturated hydrocarbons is obtained.
Данный способ относится к способам получения метана и его производных, где в качестве основного сырья используется углекислый газ. В данном способе применяется гетерополикислота 2-18 ряда, имеющая формулу H6[P2W18O62], и схожий механизм взаимодействия с патентуемым изобретением. Однако в данном изобретении речь идет о газообразных углеводородах.This method relates to methods for producing methane and its derivatives, where carbon dioxide is used as the main raw material. This method uses a 2-18 series heteropoly acid having the formula H 6 [P 2 W 18 O 62 ], and a similar interaction mechanism with the patented invention. However, this invention is about gaseous hydrocarbons.
Наиболее близкий к патентуемому изобретению является способ получения жидких органических топлив из углекислого газа, окиси углерода и воды [3].Closest to the patentable invention is a method for producing liquid organic fuels from carbon dioxide, carbon monoxide and water [3].
Изобретение раскрывает способ получения жидких органических топлив из углекислого газа, окиси углерода и воды, включающий использование гетерополикислоты 2-18 ряда, имеющей химическую формулу H6[P2W18O]62, где степень окисления вольфрама составляет +6, которую облучают в присутствии железных и цинковых пластин при температуре минус 5 - плюс 50°С электромагнитным излучением в диапазоне длин волн от 3⋅105 до 10-2 нм и короче с целью изменения степени окисления вольфрама от +6 до +3 и +2, после чего водный раствор обеих гетерополикислот поступает непосредственно на синтез органического жидкого топлива, где в присутствии хромовых и никелевых стружек при температуре от +10 до +70°С происходит образование жидкого органического топлива с одновременным окислением анионных комплексов гетерополикислот до окисленного состояния, в ходе чего образуется водный раствор гетерополикислоты, имеющей химическую формулу H6[P2W18O62], после чего полученная смесь поступает в емкость для декантации, где происходит разделение жидкого топлива и водного раствора гетерополикислоты, которая опять может быть использована для синтеза. Технический результат заключается в получении жидких органических топлив из углекислого газа, окиси углерода и воды при более низких температурах с использованием различных внешних источников энергии в виде электромагнитного излучения.The invention discloses a method for producing liquid organic fuels from carbon dioxide, carbon monoxide and water, including the use of a heteropoly acid of the 2-18 series having the chemical formula H 6 [P 2 W 18 O] 62 , where the oxidation state of tungsten is +6, which is irradiated in the presence of iron and zinc plates at a temperature of minus 5 - plus 50 ° C by electromagnetic radiation in the wavelength range from 3⋅10 5 to 10 -2 nm and shorter in order to change the oxidation state of tungsten from +6 to +3 and +2, after which water a solution of both heteropoly acids goes directly to the synthesis of organic liquid fuel, where, in the presence of chromium and nickel chips at temperatures from +10 to + 70 ° C, liquid organic fuel is formed with simultaneous oxidation of anionic complexes of heteropoly acids to an oxidized state, during which an aqueous solution of heteropoly acid is formed , having the chemical formula H 6 [P 2 W 18 O 62 ], after which the resulting mixture enters the container for decks antation, where the separation of liquid fuel and an aqueous solution of heteropolyacid takes place, which can again be used for synthesis. The technical result consists in obtaining liquid organic fuels from carbon dioxide, carbon monoxide and water at lower temperatures using various external energy sources in the form of electromagnetic radiation.
В данном способе в качестве основного сырья используется углекислый газ и окись углерода. Также в данном способе, как и в способе получения метана и его производных, используется тот же активный компонент - гетерополикислота 2-18 ряда, имеющая химическую формулу H6[P2W18O62], и схожий механизм взаимодействия с патентуемым изобретением.In this method, carbon dioxide and carbon monoxide are used as the main raw materials. Also in this method, as in the method for producing methane and its derivatives, the same active component is used - a heteropoly acid of the 2-18 series, having the chemical formula H 6 [P 2 W 18 O 62 ], and a similar interaction mechanism with the patent invention.
Техническая задача настоящего изобретения заключается в упрощении способа получения жидкого биотоплива из отходов или продуктов растительного происхождения.The technical problem of the present invention is to simplify a method for producing liquid biofuel from waste or plant products.
Сущность патентуемого способа заключается в химическом взаимодействии водного раствора гетерополикислоты (ГПК) типа Кеггина 1-12 ряда, имеющей химическую формулу Н5[PW10V2O40] [4, 5], с отходами или продуктами растительного происхождения, а именно, взаимодействие с целлюлозой, лигнином и гемицеллюлозой. Гетерополикислоты или гетерополисоединения обладают каталитически активными свойствами [6, 7, 8], а также способностью к окислительно-восстановительным реакциям, в ходе которых обратимо могут происходить многоэлектронные и «многопротонные» обмены. Благодаря этим свойствам ГПК могут присоединять к себе большое количество атомов водорода и потом их отдавать.The essence of the patented method lies in the chemical interaction of an aqueous solution of a heteropoly acid (HPA) of the Keggin type 1-12 series, having the chemical formula H 5 [PW 10 V 2 O 40 ] [4, 5], with waste or products of plant origin, namely, the interaction with cellulose, lignin and hemicellulose. Heteropoly acids or heteropoly compounds possess catalytically active properties [6, 7, 8], as well as the ability to redox reactions, during which multielectron and "multiproton" exchanges can reversibly occur. Due to these properties, CHPs can attach to themselves a large number of hydrogen atoms and then give them away.
Технологический процесс патентуемого изобретения можно разделить на несколько стадий.The technological process of the patentable invention can be divided into several stages.
Первая стадия заключается в восстановлении ГПК, имеющей химическую формулу H5[PW10V2O40], постоянным электрическим током до восстановленного состояния. Данный процесс происходит на катоде, который можно выразить следующим химическим уравнением реакции:The first stage consists in the reduction of CHP, having the chemical formula H 5 [PW 10 V 2 O 40 ], by direct electric current to the restored state. This process takes place at the cathode, which can be expressed by the following chemical reaction equation:
Н5[PW10V2O40]+6H2O=Н17[PW10V2O40]+3О2,H 5 [PW 10 V 2 O 40 ] + 6H 2 O = H 17 [PW 10 V 2 O 40 ] + 3O 2 ,
где степень окисления вольфрама меняется с +6 на +5, а ванадия с +5 на +4.where the oxidation state of tungsten changes from +6 to +5, and vanadium from +5 to +4.
Вторая технологическая стадия заключается во взаимодействии выбранной ГПК восстановленной формы с отходами и продуктами растительного происхождения, а именно: с лигнином, целлюлозой и гемицеллюлозой. В ходе данного процесса происходит так называемый процесс гидрирования древесного состава, в результате чего степень окисления вольфрама и ванадия переходит обратно в устойчивую максимальную степень окисления для вольфрама +6, а для ванадия +5. В ходе данного процесса молекулы ГПК теряют часть атомов водорода с выделением углекислого газа, и древесная масса превращается в жидкую углеводородную смесь. Данный процесс проводят при нагревании.The second technological stage consists in the interaction of the selected HPA of the reduced form with waste and products of plant origin, namely: with lignin, cellulose and hemicellulose. In the course of this process, the so-called process of hydrogenation of the wood composition occurs, as a result of which the oxidation state of tungsten and vanadium goes back to a stable maximum oxidation state for tungsten +6, and for vanadium +5. During this process, CHP molecules lose some of their hydrogen atoms with the release of carbon dioxide, and the wood pulp turns into a liquid hydrocarbon mixture. This process is carried out with heating.
Третья технологическая стадия заключается в декантировании полученной смеси, в ходе чего происходит разделение образовавшихся жидких углеводородов и водного раствора ГПК.The third technological stage consists in decanting the resulting mixture, during which the formed liquid hydrocarbons and an aqueous solution of CHP are separated.
Благодаря хорошей растворимости ГПК в воде и отсутствием растворимости в углеводородах, ГПК в ходе процесса практически не расходуется. Остатки восстановленной формы ГПК пропускают через барботер, где кислородом воздуха ГПК опять окисляется до исходного состояния, после чего вновь подается в гальваническую ванну на катод для восстановления.Due to the good solubility of HPA in water and the lack of solubility in hydrocarbons, HPA is practically not consumed during the process. The residues of the reduced form of CHP are passed through a bubbler, where CHP is again oxidized with atmospheric oxygen to the initial state, after which it is again fed into the galvanic bath to the cathode for reduction.
Обратный процесс можно выразить следующим уравнением реакции:The reverse process can be expressed by the following reaction equation:
H17[PW10V2O40]+3O2=Н5[PW10V2O40]+6H2OH 17 [PW 10 V 2 O 40 ] + 3O 2 = H 5 [PW 10 V 2 O 40 ] + 6H 2 O
Полученные жидкие углеводороды подвергаются фракционной разгонке для получения целевых продуктов, таких как: бензин, керосин и дизельное топливо.The obtained liquid hydrocarbons are subjected to fractional distillation to obtain target products such as gasoline, kerosene and diesel fuel.
Технический результат патентуемого изобретения заключается в создании единой технологической цепи протекания процессов, в ходе которых образуются жидкие углеводородные фракции.The technical result of the patentable invention is to create a single technological chain of the processes, during which liquid hydrocarbon fractions are formed.
Процесс получения жидких углеводородов по описываемому способу проводят следующим образом. В качестве основного реагента используют гетерополикислоту 1-12 ряда, имеющую химическую формулу H5[PW10V2O40]. На представленном рисунке показана принципиальная технологическая схема патентуемого способа. В гальваническую ванну 1 предварительно заливают 45-50-ный% водный раствор гетерополикислоты в окисленной форме, имеющей химическую формулу H5[PW10V2O40]. Далее в ванну опускают электроды, которые могут быть выполнены из нержавеющей стали, после чего их подключают к источнику напряжения постоянного тока 2. Далее при разности потенциалов 5-7 В между катодом 3 и анодом 4 под действием постоянного электрического тока на катоде 3 происходит восстановление анионного комплекса с [PW10V2O40]5- до [PW10V2O40]17-. Далее с помощью отводной трубки 5 отбирают порцию образованного водного раствора гетерополикислоты в восстановленной форме, имеющей химическую формулу H17[PW10V2O40], и с помощью насоса 6 перекачивают ее в реактор 7, который в свою очередь может быть выполнен из полиэтилена или фторопласта. После подачи порции указанного водного раствора гетерополикислоты в реактор по линии 8 загружают измельченные отходы растительного происхождения, в качестве которых могут быть использованы древесные опилки, древесная стружка, кора, листья, валежник, мох. Далее реактор нагревают до температуры 97-105°С и в этом температурном интервале проводят непосредственно процесс переработки отходов растительного происхождения в углеводородные фракции, периодически добавляя в реактор раствор гетерополикислоты в восстановленной форме и контролируют процесс переработки по изменению цвета раствора. Фиолетовый цвет раствора свидетельствует о преобладании гетерополианиона восстановленной формы [PW10V2O40]17-, а светло-желтый цвет свидетельствует о преобладании гетерополианиона окисленной формы [PW10V2O40]5-. Если во время проведения процесса раствор начинает светлеть, в реактор добавляют порцию гетерополикислоты в восстановленной форме. Также в ходе процесса происходит выделение углекислого газа. Процесс переработки прекращают после того, как раствор в реакторе перестанет светлеть и прекратится выделение углекислого газа, что свидетельствует о наличии избытка гетерополикислоты восстановленной формы и о прекращении реакции взаимодействия отходов растительного происхождения с гетерополикислотой. Также производят визуальную оценку. Твердая часть отходов должна полностью раствориться. Далее отключают нагрев реактора и полученную смесь охлаждают до температуры 50-60°С, после чего смесь, состоящую из водного раствора восстановленной формы гетерополикислоты и жидких углеводородов, по линии 9 перегружают в устройство для декантации смеси 10, в котором происходит разделение на углеводородную фазу и водную фазу, которая представляет собой водный раствор гетерополикислоты в восстановленной форме. Жидкую фазу после фильтрации разделяют на углеводородную фазу и водную фазу, представляющую собой водный раствор гетерополикислоты в восстановленной форме. Жидкую углеводородную фазу, образовавшуюся в ходе декантации, по линии 11 переливают в топливный сборник 12 и направляют для дальнейшей фракционной разгонки с получением бензинов, керосина и дизельного топлива (на рисунке не показаны).The process of obtaining liquid hydrocarbons according to the described method is carried out as follows. As the main reagent used heteropolyacid series 1-12, having the chemical formula H 5 [PW 10 V 2 O 40 ]. The presented figure shows a schematic flow diagram of the patented method. A 45-50% aqueous solution of heteropoly acid in oxidized form having the chemical formula H 5 [PW 10 V 2 O 40 ] is preliminarily poured into the
Водный раствор гетерополикислоты в восстановленной форме после декантации самотеком направляют по линии 13 в барботер 14, где под действием кислорода воздуха, который подают в барботер по линии 15, часть раствора, содержащего гетерополикислоту в восстановленной форме, окисляется под действием кислорода воздуха до первоначального состояния гетерополикислоты в окисленной форме, после чего с помощью насоса 16 указанный раствор направляют по линии 17 в гальваническую ванну 1.An aqueous solution of a heteropoly acid in a reduced form after decantation by gravity is directed through
ПримерExample
Было взято:It was taken:
- 2100 г отходов растительного происхождения, состоящих из ольховых стружек и сосновых опилок с содержанием воды не более 10%;- 2100 g of vegetable waste, consisting of alder shavings and pine sawdust with a water content of not more than 10%;
- 47%-ный водный раствор ГПК в окисленной форме, имеющей химическую формулу H5[PW10V2O40].- 47% aqueous solution of CHP in oxidized form with the chemical formula H 5 [PW 10 V 2 O 40 ].
В гальваническую ванну 1 был залит 47%-ный водный раствор ГПК в окисленной форме, имеющей химическую формулу H5[PW10V2O40]. После чего в гальваническую ванну опустили электроды, которые были выполнены из нержавеющей стали марки AISI 321. После чего их подключили к источнику напряжения постоянного тока 2. При разности потенциалов 5,5 В между катодом 3 и анодом 4 под действием постоянного электрического тока на катоде 3 произвели восстановление анионного комплекса ГПК с [PW10V2O40]5- до [PW10V2O40]17-. Далее с помощью отводной трубки 5 отобрали порцию образованного водного раствора ГПК в восстановленной форме формулы H17[PW10V2O40] и с помощью насоса 6 перекачали ее в реактор 7, выполненный из фторопласта. После подачи порции указанного водного раствора в реактор в него загрузили приготовленные измельченные отходы растительного происхождения (на схеме загрузка осуществляется по линии 8). После этого реактор нагрели до температуры 100°С и при этой температуре провели процесс переработки взятых отходов в углеводородные фракции периодически добавляя в реактор раствор ГПК в восстановленной форме. Процесс переработки контролировали по изменению цвета раствора. Фиолетовый цвет раствора свидетельствовал о преобладании гетерополианиона восстановленной формы [PW10V2O40]17-, а когда раствор начинал светлеть, то это означало окисление гетерополианиона до исходного состояния [PW10V2O40]5- и раствор окрашивался в светло-желтый цвет. Если во время процесса раствор начинал светлеть, то в реактор снова добавляли порцию ГПК восстановленной формы. Также процесс сопровождался выделением углекислого газа. После того как раствор в реакторе перестал светлеть и прекратилось выделение углекислого газа, а также произошел переход твердых отходов растительного происхождения в жидкую фазу, то есть их растворение, нагрев реактора был отключен и полученную смесь охладили до температуры 50-60°С, после чего полученную смесь, состоящую из водного раствора ГПК в восстановленной форме и жидких углеводородов, перегрузили (на рисунке по линии 9) в устройство для декантации 10, где произошло разделение на жидкую углеводородную фазу и водную фазу, представляющую собой водный раствор ГПК в восстановленной форме. Жидкую углеводородную фазу, образовавшуюся в ходе декантации (на рисунке по линии 11), перелили в топливный сборник 12, после чего произвели фракционную разгонку с получением бензиновых, керосиновых и дизельных фракций. Водный раствор ГПК восстановленной формы после декантации, который остался на нижнем уровне устройства 10, самотеком (по линии 13 рисунка) направили в барботер 19, где под действием кислорода воздуха та часть раствора, которая содержала ГПК в восстановленной форме, окислилась до первоначального состояния, то есть до ГПК окисленной формы, имеющей химическую формулу H17[PW10V2O40]. После чего с помощью насоса 20 раствор, содержащий указанную форму ГПК, направили обратно в гальваническую ванну 1.In the
Вывод. В результате проведения описываемого способа было получено 900 г углеводородной фракции, которую подвергли фракционной разгонке, в результате чего были получены следующие продукты:Output. As a result of the described method, 900 g of a hydrocarbon fraction was obtained, which was subjected to fractional distillation, as a result of which the following products were obtained:
- бензиновая фракция - 210 г;- gasoline fraction - 210 g;
- керосиновая фракция - 227 г;- kerosene fraction - 227 g;
- светлая дизельная фракция - 315 г;- light diesel fraction - 315 g;
В остатке остались темная дизельная фракция и смолы.The remainder contains dark diesel fraction and tar.
Источники информацииInformation sources
1. «Радиолиз древесины: некоторые аспекты получения жидкого топлива», Пономарев А.В., Цивадзе А.Ю. Институт физической химии и электроники им. А.Н. Фрумкина Российской Академии наук, Москва, том 424, номер 1, год 2009, стр. 57-60, Журнал «ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК» // Издательство // ISSN: 0869-5652.1. "Radiolysis of wood: some aspects of obtaining liquid fuel", Ponomarev AV, Tsivadze A.Yu. Institute of Physical Chemistry and Electronics named after A.N. Frumkin of the Russian Academy of Sciences, Moscow, volume 424,
2. Патент RU 2218320.2. Patent RU 2218320.
3. Патент RU 2582125.3. Patent RU 2582125.
4. Keggin J.F. Structure of molecule of 12-phosphotungstic acid // Nature. - 1993. - V-p.908-909.4. Keggin J.F. Structure of molecule of 12-phosphotungstic acid // Nature. - 1993. - V-p. 908-909.
5. Кожевников И.В., Матвеев К.И. Гетерополикислоты в катализе // Успехи химии. - 1982. т.51. - №11 - с. 1875-1896.5. Kozhevnikov I.V., Matveev K.I. Heteropolyacids in catalysis // Advances in Chemistry. - 1982.vol. 51. - No. 11 - p. 1875-1896.
6. Catalytic oxidation of СО by heteropolyacids (ΗΡΑ) and dioxygen in the presence of Pd(II) salt-HPA-H2O system.https://doi.org/10.1016/0304-5102(86)87078-X6. Catalytic oxidation of СО by heteropolyacids (ΗΡΑ) and dioxygen in the presence of Pd (II) salt-HPA-H2O system.https: //doi.org/10.1016/0304-5102 (86) 87078-X
7. Polyoxometalates: Synthesis and Structure - From Building Blocks to Emergent Materials. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-097774-4.00210-27. Polyoxometalates: Synthesis and Structure - From Building Blocks to Emergent Materials. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-097774-4.00210-2
8. Catalysis for Fine Chemical Synthesis - Catalysis by Polyoxometalates 2 https://doi.org/10.1055/s-2003-37336.8. Catalysis for Fine Chemical Synthesis - Catalysis by
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122811A RU2747560C1 (en) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | Method for producing liquid plant-based biological fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122811A RU2747560C1 (en) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | Method for producing liquid plant-based biological fuel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2747560C1 true RU2747560C1 (en) | 2021-05-06 |
Family
ID=75851036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020122811A RU2747560C1 (en) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | Method for producing liquid plant-based biological fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2747560C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU51868A1 (en) * | 1937-01-31 | 1937-11-30 | В.В. Козлов | The method of obtaining stable drugs diazo compounds |
US9217114B2 (en) * | 2007-03-08 | 2015-12-22 | Virent, Inc. | Synthesis of liquid fuels and chemicals from oxygenated hydrocarbons |
RU2582125C1 (en) * | 2015-05-25 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Инфотэк Груп" | Method of producing liquid organic fuels from carbon dioxide, carbon monoxide and water |
-
2020
- 2020-07-09 RU RU2020122811A patent/RU2747560C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU51868A1 (en) * | 1937-01-31 | 1937-11-30 | В.В. Козлов | The method of obtaining stable drugs diazo compounds |
US9217114B2 (en) * | 2007-03-08 | 2015-12-22 | Virent, Inc. | Synthesis of liquid fuels and chemicals from oxygenated hydrocarbons |
US20160108330A1 (en) * | 2007-03-08 | 2016-04-21 | Virent, Inc. | Synthesis of Liquid Fuels and Chemicals From Oxygenated Hydrocarbons |
RU2582125C1 (en) * | 2015-05-25 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Инфотэк Груп" | Method of producing liquid organic fuels from carbon dioxide, carbon monoxide and water |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bulushev et al. | Towards sustainable production of formic acid | |
Gromov et al. | Hydrolytic oxidation of cellulose to formic acid in the presence of Mo-VP heteropoly acid catalysts | |
Goudriaan et al. | Liquid fuels from biomass via a hydrothermal process | |
EP2774969B1 (en) | Process for converting bio-oil | |
Jarana et al. | Supercritical water gasification of industrial organic wastes | |
DE19681320C2 (en) | Process for supercritical catalytic gasification of wet biomass | |
Tonucci et al. | Mild photocatalysed and catalysed green oxidation of lignin: a useful pathway to low-molecular-weight derivatives | |
Hasan et al. | Characterization of pyrolysis oil produced from organic and plastic wastes using an auger reactor | |
US10633605B2 (en) | Process for modifying bio-oil | |
RU2747560C1 (en) | Method for producing liquid plant-based biological fuel | |
Tews et al. | Advanced oxidative techniques for the treatment of aqueous liquid effluents from biomass thermochemical conversion processes: a review | |
RU2733394C1 (en) | Method of producing liquid hydrocarbon fuel from plant biomass | |
RU2436760C1 (en) | Method to process carbon-bearing gases and vapours | |
Tarabanko et al. | High temperature 5-hydroxymethylfurfural synthesis in a flow reactor | |
Wu et al. | Reaction behaviour of light and heavy components of bio-oil in methanol and in water | |
Huber et al. | Extractive Catalytic Oxidative Deoxygenation of Model Fuels Catalyzed by a Vanadium-Substituted Heteropolyacid and Molecular Oxygen | |
Gomes | Development of a continuous process for the production of vanillin and syringaldehyde from kraft black liquor | |
Sreenivasan et al. | A polymeric Brønsted acid ionic liquid mediated liquefaction of municipal solid waste | |
Kadarwati | Coke Formation during the Hydrotreatment of Bio-oil | |
RU2505580C2 (en) | Method of processing lipids and lignins | |
Palmer | Effect of Pressure on Yields of Products in the Destructive Distillation of Hardwood. | |
Khuenkaeo et al. | Upgrading corncob bio-oil via oxidative pretreatment, esterification and azeotropic distillation | |
Aslanli | Direct conversion of alkyl levulinates from carbohydrates in the presence of deep eutectic solvents | |
Wang | Bio-oil Upgrading via High-Pressure Reactive Distillation | |
Kazachenko | Emulsion properties of fatty acid esters in a biodiesel production process |