Бутилові естери соняшникової олії: синтез, очищення, окисна стабільність
Current paper deals with production, purification and oxidative stability enhancement of fuel-grade sunflower oil butyl esters as more ecological alternative of methyl esters as biodiesel. The oil feedstock, used in this study, included refined sunflower oil (acid value – 0.05 mg KOH/g; 25.3 % of ol...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/61 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Catalysis and petrochemistry |
Institution
Catalysis and petrochemistry| _version_ | 1859471918810267648 |
|---|---|
| author | Konovalov, S.V. Zubenko, S.O. Patrylak, L.K. Yakovenko, A.V. |
| author_facet | Konovalov, S.V. Zubenko, S.O. Patrylak, L.K. Yakovenko, A.V. |
| author_sort | Konovalov, S.V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-09-28T12:18:42Z |
| description | Current paper deals with production, purification and oxidative stability enhancement of fuel-grade sunflower oil butyl esters as more ecological alternative of methyl esters as biodiesel. The oil feedstock, used in this study, included refined sunflower oil (acid value – 0.05 mg KOH/g; 25.3 % of oleic and 61.2 % of linoleic acids) and wasted frying high-oleic sunflower oil (acid value – 1.20 mg KOH/g; 6.1 % of linoleic and 81.7 % of oleic acids). Butanolysis was carried out using potassium butoxide, obtained from KOH and alcohols via original patent-pending method, under mild reaction conditions (alcohol-to-oil molar ratio – 4.5-5.0, 15°C, 1.4-1.6 %еq. KOH of butoxide, 20-30 min). High molar yield of butyl esters (93-96 %) was achieved, while glycerol and vast majority of alkaline catalyst formed the separate reaction products phase mainly in the course of reaction. Ester enriched phases were purified in order to obtain fuel-grade butanol-based biodiesel. Samples after removing of butanol under vacuum followed by water washing and drying were characterized by not enough high butyl esters content (about 94-95 %), as well as higher than allowed content of unconverted glycerides. Vacuum distillation as final purification step allowed fitting butyl esters samples composition within the requirements for biodiesel fuel. Distilled samples contained about 99 % of butyl esters, 0.4-0.5 % of monoglycerides and almost no n-butanol, glycerol, di- and triglycerides. Oxidative treatment (110°C, 6 h, air bubbling) revealed the high oxidation stability of the sample, originated from wasted high-oleic oil, due to the predominance of oleic acid in its fatty acid composition. The sample, obtained from refined sunflower oil (mainly linoleic acid in fatty acid composition), demonstrated very low stability. Addition of at least 2000 mg/kg of antioxidant 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol was shown to be able to improve this characteristic to the level of biodiesel requirements. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:10Z |
| format | Article |
| id | oai:katalizorgua:article-61 |
| institution | Catalysis and petrochemistry |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:10Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:katalizorgua:article-612023-09-28T12:18:42Z Fuel-grade sunflower oil butyl esters: synthesis, purification, oxidation stability Бутилові естери соняшникової олії: синтез, очищення, окисна стабільність Konovalov, S.V. Zubenko, S.O. Patrylak, L.K. Yakovenko, A.V. fatty acid butyl esters biodiesel potassium butoxide oxidation stability antioxidant бутилові естери жирних кислот біодизель калію бутоксид окисна стабільність антиоксидант Current paper deals with production, purification and oxidative stability enhancement of fuel-grade sunflower oil butyl esters as more ecological alternative of methyl esters as biodiesel. The oil feedstock, used in this study, included refined sunflower oil (acid value – 0.05 mg KOH/g; 25.3 % of oleic and 61.2 % of linoleic acids) and wasted frying high-oleic sunflower oil (acid value – 1.20 mg KOH/g; 6.1 % of linoleic and 81.7 % of oleic acids). Butanolysis was carried out using potassium butoxide, obtained from KOH and alcohols via original patent-pending method, under mild reaction conditions (alcohol-to-oil molar ratio – 4.5-5.0, 15°C, 1.4-1.6 %еq. KOH of butoxide, 20-30 min). High molar yield of butyl esters (93-96 %) was achieved, while glycerol and vast majority of alkaline catalyst formed the separate reaction products phase mainly in the course of reaction. Ester enriched phases were purified in order to obtain fuel-grade butanol-based biodiesel. Samples after removing of butanol under vacuum followed by water washing and drying were characterized by not enough high butyl esters content (about 94-95 %), as well as higher than allowed content of unconverted glycerides. Vacuum distillation as final purification step allowed fitting butyl esters samples composition within the requirements for biodiesel fuel. Distilled samples contained about 99 % of butyl esters, 0.4-0.5 % of monoglycerides and almost no n-butanol, glycerol, di- and triglycerides. Oxidative treatment (110°C, 6 h, air bubbling) revealed the high oxidation stability of the sample, originated from wasted high-oleic oil, due to the predominance of oleic acid in its fatty acid composition. The sample, obtained from refined sunflower oil (mainly linoleic acid in fatty acid composition), demonstrated very low stability. Addition of at least 2000 mg/kg of antioxidant 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol was shown to be able to improve this characteristic to the level of biodiesel requirements. Дана робота присвячена одержанню, очищенню та покращенню окисної стабільності паливних бутилових естерів соняшникової олії як більш екологічної альтернативи метиловим естерам в ролі біодизелю. Олійна сировина включала зразки рафінованої соняшникової олії (кислотне число – 0,05 мг КОН/г; 25,3 % і 61,2 % олеїнової та лінолевої кислот) та використаної в смаженні високоолеїнової соняшникової олії (кислотне число – 1,20 мг КОН/г; 6,1 % і 81,7 % лінолевої та олеїнової кислот). Бутаноліз проводили за участі бутоксиду калію, одержаного з КОН та спиртів за оригінальним запатентованим способом, за мʼяких умов (молярне співвідношення спирту до олії – 4,5-5,0, 15°С, 1,4-1,6 %екв. KOH бутоксиду, 20-30 хв). Було одержано високий молярний вихід бутилових естерів (93-96 %), а гліцерин та основна частина лужного каталізатора формували окрему фазу продуктів вже переважно в ході реакції. Естерову фазу піддавали очищенню з метою одержання бутанольного біодизелю паливної якості. Зразки після видалення бутанолу під вакуумом, наступного розшарування та відмивки і сушіння верхньої з одержаних фаз характеризувалися дещо заниженим вмістом естерів (94-95 %), а вміст гліцеридів був вище дозволеного рівня. Вакуумна дистиляція як кінцевий етап очищення дозволила покращити склад продуктів до рівня вимого до біодизельного палива. Дистиляти містили близько 99 % бутилових естерів, 0,4-0,5 % моногліцеридів, а н-бутанол, гліцерин, ди- та тригліцериди були фактично відсутні. Окисна обробка (110 °С, 6 год барботування повітря) продемонструвала високу окисну стабільність зразка, одержаного з використаної високоолеїнової олії, завдяки домінуванню в його жирнокислотному складі олеїнової кислоти. Зразок на основі рафінованої олії (переважно лінолева кислота в жирнокислонтому складі), продемонстрував дуже низьку стабільність. Було показано, що введення принаймні 2000 мг/кг антиоксиданта 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенолу сприяє покращенню даної характеристики до рівня вимог до біодизельного палива. V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2021-12-28 Article Article application/pdf https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/61 10.15407/kataliz2021.32.040 Catalysis and petrochemistry; No. 32 (2021): Catalysis and petrochemistry; 40-53 Каталіз та нафтохімія; № 32 (2021): Каталіз та нафтохімія; 40-53 2707-5796 2412-4176 10.15407/kataliz2021.32 en https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/61/51 Copyright (c) 2021 Catalysis and petrochemistry |
| spellingShingle | бутилові естери жирних кислот біодизель калію бутоксид окисна стабільність антиоксидант Konovalov, S.V. Zubenko, S.O. Patrylak, L.K. Yakovenko, A.V. Бутилові естери соняшникової олії: синтез, очищення, окисна стабільність |
| title | Бутилові естери соняшникової олії: синтез, очищення, окисна стабільність |
| title_alt | Fuel-grade sunflower oil butyl esters: synthesis, purification, oxidation stability |
| title_full | Бутилові естери соняшникової олії: синтез, очищення, окисна стабільність |
| title_fullStr | Бутилові естери соняшникової олії: синтез, очищення, окисна стабільність |
| title_full_unstemmed | Бутилові естери соняшникової олії: синтез, очищення, окисна стабільність |
| title_short | Бутилові естери соняшникової олії: синтез, очищення, окисна стабільність |
| title_sort | бутилові естери соняшникової олії: синтез, очищення, окисна стабільність |
| topic | бутилові естери жирних кислот біодизель калію бутоксид окисна стабільність антиоксидант |
| topic_facet | fatty acid butyl esters biodiesel potassium butoxide oxidation stability antioxidant бутилові естери жирних кислот біодизель калію бутоксид окисна стабільність антиоксидант |
| url | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/61 |
| work_keys_str_mv | AT konovalovsv fuelgradesunfloweroilbutylesterssynthesispurificationoxidationstability AT zubenkoso fuelgradesunfloweroilbutylesterssynthesispurificationoxidationstability AT patrylaklk fuelgradesunfloweroilbutylesterssynthesispurificationoxidationstability AT yakovenkoav fuelgradesunfloweroilbutylesterssynthesispurificationoxidationstability AT konovalovsv butilovíesterisonâšnikovoíolíísintezočiŝennâokisnastabílʹnístʹ AT zubenkoso butilovíesterisonâšnikovoíolíísintezočiŝennâokisnastabílʹnístʹ AT patrylaklk butilovíesterisonâšnikovoíolíísintezočiŝennâokisnastabílʹnístʹ AT yakovenkoav butilovíesterisonâšnikovoíolíísintezočiŝennâokisnastabílʹnístʹ |