Etylestery mastných kyselin

Jako alternativní ekologická motorová paliva se používají hlavně etanol (směs s benzinem) do zážehových motorů a bionafta (směs s naftou) do vznětových motorů. Pro výrobu bionafty (MEŘO) se používá metanol vyráběný z fosilních surovin (zemní plyn, ropné produkty) a je tedy z 90 % z obnovitelných surovin a z 10 % z fosilních surovin. Pokud by se k výrobě bionafty místo metanolu použil kvasný etanol, produkt by byl plně vyroben z obnovitelných surovin a místo metylesterů by byly vyráběny etylestery. Pro danou problematiku jsem zpracoval technicko ekonomickou studii a společně s Ing. Jiřím Holasem (A.R.C. Praha) jsme zpracovali návrh na vývoj technologie výroby etylesterů kyselin řepkového oleje (EEŘO), který byl schválen na ministerstvu zemědělství jako rezortní výzkumný úkol, s finančními náklady 1 mil. Kč. Kromě pozitiv z hlediska ekologického, záměna syntetického metanolu za etanol z přírodních surovin, jsou však etylestery oproti metylesterům dražší v důsledku vyšší ceny etanolu oproti metanolu.

Úkol byl řešen pod našim řízením a do úkolu jsme zapojili katedru technologie mléka a tuků VŠCHT Praha (doc. Filip) k laboratornímu výzkumu, závod bionafty ve Slatiňanech u Chrudimi (Ing. Poskočil) k provoznímu ověření a UNIPETROL jako uživatel (Ing. Sváta).

V průběhu výzkumu, který trval 2 roky, byla vypracovaná technologie esterifikace řepkového oleje bezvodým etanolem, byla porovnána s technologií výroby MEŘO, při čemž se ukázalo, že rychlost reakce je cca poloviční, ale zcela dostatečná k uplatnění technologie na současných zařízeních a v důsledku vedlejších reakcí dochází k cca dvojnásobnému zvýšení kyselosti produktu, který je nutné neutralizovat. Jako katalyzátor esterifikace byl odzkoušen hydroxid draselný a uhličitan draselný. Závěrečná zpráva obsahovala výsledky laboratorního výzkumu, výsledky provozního ověření, návrh na neutralizaci produktu, ekonomický rozbor a návrh kvalitativní normy na tento nový druh motorového paliva. Motorové zkoušky prokázaly vhodnost použití vyrobeného EEŘO jako motorového paliva, emisní hodnoty byly prakticky stejné jako u MEŘO a lepší byly nízkoteplotní vlastnosti (bod tuhnutí o cca 10 °C nižší než MEŘO).

Výrobu lze uskutečnit na stávajících zařízeních pro výrobu MEŘO, avšak z hlediska výrobních nákladů je výhodné použít levný etanol (z cukrové třtiny). Použití EEŘO místo MEŘO by bylo účelné v případě požadavku na zvýšení ekologických vlastností (nižší emise skleníkových plynů), nebo při požadavku na zlepšení nízkoteplotních vlastností.

Technologie byla vypracovaná s ohledem na používanou technologii výroby MEŘO v té době v českých provozovnách. V současné době, na základě současně provozovaných technologií bych doporučil použití odkyseleného řepkového oleje a jako katalyzátor metanolát sodný. Předpokládám, že v tomto případě by se nezvýšila kyselost produktu a nebylo by nutné provádět jeho neutralizaci.